使用 NodeJS 可读流实现 “行读取器”

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前言

本文是对于 NodeJS 核心模块 fs 可读流 createReadeStream 的应用,实现 “行读取器”,功能为读取一个文档的内容,每读完一行触发一次监听的事件,并对这一行数据进行处理。


LineReader 类的创建

实现 “行读取器” 的整体思路是创建一个类的实例,然后在这个实例上监听一个事件,并开始读取文件,每次读完一行触发,我们这里将这个类命名为 LineReader,因为类需要监听事件,所以需要继承 EventEmitter

// 行读取器 LineReader 类
// 引入依赖
const EventEmitter = require("events");
const fs = require("fs");

// 行读取器的类,参数为读取文件的路径
class LineReader extends EventEmitter {
    contructor(path) {
        super();
        this.path = path; // 文件路径
        this._rs = fs.createReadStream(this.path); // 创建可读流
        this.current = null; // 存储每次读到的单个字节
        this.arr = []; // 存放文件每一行单个字节 Buffer 的数组
        this.system = null; // 默认的系统(windows 或 mac)
        this.RETURN = 13; // \r 的十六进制数
        this.Line = 10; // \n 的十六进制数

        // 监听 newListener
        this.on("newListener", readLineCallback.bind(this));
    }
}

LineReader 实例上定义了 system(当前系统)、current(每次读取的单个字节)、RETURN\r 十六进制编码)和 Line\n 十六进制编码)等属性方便后面使用。

我们希望在监听的事件触发之前,就执行读取文件一行内容的逻辑,就说明我们需要一个在监听事件时就能执行的函数,那就需要在创建实例之前先监听 newListener 事件,把 newListener 的回调来作为这个函数执行,并能顺带在参数中获取事件类型。

我们把读取文件的核心逻辑放在了 newListener 事件的回调函数中,将这个回调函数命名为 readLineCallback,为了保证执行时 readLineCallback 内部使用的 thisLineReader 的实例,使用 bind 进行修正。


行读取器核心逻辑 readLineCall 函数

如果需要默认就开始读取,并且每次读取一个字节后还可以进行下一次循环读取,这种场景最符合可读流的暂停模式 readable 事件默认触发一次,“容器” 内读走了一个字节,就会自动 “续杯” 的特点。

// 行读取器的核心逻辑
function readLineCallback(type) {
    // 使用暂停模式进行读取
    this.on("readable", () => {
        if (type === "newLine") {
            // 为了与 \r 和 \n 对比,每次只读一个字节
            while ((this.current = this._rs.read(1))) {
                // 结果为 Buffer,所以使用索引取出对比
                switch (this.current[0]) {
                    case RETURN: // 针对 Windows
                        this.system = "windows";
                        this.disposeLine(); // 处理换行逻辑
                        break;
                    case LINE: // 针对 Mac
                        this.system = "mac";
                        this.disposeLine(); // 处理换行逻辑
                        break;
                    default:
                        // 每读到换行的字符存入数组中
                        this.arr.push(current);
                }
            }
        }
    });

    // 防止最后一行丢失
    this.on("end", this.disposeLine.bind(this));
}

在上面代码中监听了 readable 事件并验证了事件类型是否为 newLine,然后循环读取文件内容,为了与换行的十六进制码进行对比,每次只读取一个字节,当遇到换行符时,明确当前系统并调用换行符处理函数 disposeLine 进行处理。

注意:在最后一次的时候文件最后一行可能没有换行,所以不满足 switch 内语句的条件,即没使用 disposeLine 进行处理,所以监听可读流的 end 事件,并在 end 触发时让 disposeLine 作为回调函数执行,注意使用 bind 修正 this 为当前实例。


兼容 Windows 和 Mac 的换行符处理函数

在换行符处理函数中,Windows 与其他系统(Mac、Linux)系统唯一的区别就是 Window 系统的换行符为 \r\n,比 Mac 和 Linux 的 \n 多了一个字节,而在读取下一行时,这个字节是无用的,需要忽略。

// 换行符处理函数
LineReader.prototype.disposeLine = function() {
    // 将这一行的内容发射出来并清空数组
    this.emit("newLine", Buffer.concat(this.arr).toString());
    this.arr = [];

    // 如果是 window 系统,下一个是 \n,就往下多读一个字节不存入组即可
    if (this.system === "windows") {
        this._rs.read(1);
    }
};


验证 LineReader 行读取器

创建一个 “行读取器” 需要创建 LineReader 类的实例,并传入被读取文件的路径,由于在源码中执行的是 newListener 的回调函数,所以只需添加 newLine 事件监听就可以了,然后会在 readable 默认触发时在内部循环读取,并把每行读到的内容重新整合后发送,实现 newLine 事件的连续触发,直到文件读完。

// 使用行读取器
// 创建文件 1.txt 每次内容为 1~9 9个数字,每 3 个字符为一行
let lineReader = new LineReader("1.txt");

lineReader.on("newLine", data => {
    console.log(`------ ${data} ------`);
});

// ------ 123 ------
// ------ 456 ------
// ------ 789 ------

“行读取器” lineReader 对读取到每一行的数据进行处理的逻辑主要在 newLine 事件的回调函数中,比如上面例子,在每一行的前、后添加了 ------ 并打印。


总结

在 NodeJS 中,流的应用非常广泛,“行读取器” 只是其中的一种表现,可以根据流的不同模式的不同特性实现更复杂的功能,所以流在 NodeJS 中还是非常重要的。


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