node的可讀流基于事件

可讀流之流動(dòng)模式，這種流動(dòng)模式會(huì)有一個(gè)"開關(guān)"，每次當(dāng)"開關(guān)"開啟的時(shí)候，流動(dòng)模式起作用，如果將這個(gè)"開關(guān)"設(shè)置成暫停的話，那么，這個(gè)可讀流將不會(huì)去讀取文件，直到將這個(gè)"開關(guān)"重新置為流動(dòng)。

讀取文件流程

讀取文件內(nèi)容的流程，主要為:

1. 打開文件，打開文件成功，將觸發(fā)open事件，如果打開失敗，觸發(fā)error事件和close事件，將文件關(guān)閉。
2. 開始讀取文件中的內(nèi)容，監(jiān)聽data事件，數(shù)據(jù)處于流動(dòng)狀態(tài)，可通過修改開關(guān)的狀態(tài)來暫停讀取。
3. 每次讀取到的內(nèi)容放入緩存中，并通過data事件將數(shù)據(jù)發(fā)布出去。
4. 當(dāng)文件中的內(nèi)容讀取完畢之后，將文件關(guān)閉。

這一系列動(dòng)作都是基于事件來進(jìn)行操作的，而node中的事件我們都知道是一種發(fā)布訂閱模式來實(shí)現(xiàn)的。

下面我們來看一看，node是如何使用可讀流來讀取文件中的內(nèi)容？

node 可讀流參數(shù)

首先我們通過fs模塊來創(chuàng)建一個(gè)可讀流，可讀流接受兩個(gè)參數(shù)：

1. 第一個(gè)參數(shù)是要讀取的文件地址，在這里指明你要讀取哪個(gè)文件。
2. 第二個(gè)參數(shù)是可選項(xiàng)，這個(gè)參數(shù)是一個(gè)對(duì)象，用來指定可讀流的一些具體的參數(shù)。

如下幾個(gè)參數(shù)我們來一一說明：

• highWaterMark:設(shè)置高水位線，這個(gè)參數(shù)主要用于在讀取文件時(shí)，可讀流會(huì)將文件中的內(nèi)容讀取到緩存當(dāng)中，而這里我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)buffer來緩存這些數(shù)據(jù)，所以這個(gè)參數(shù)是用來設(shè)置buffer的大小，如果不對(duì)這個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的話，可讀流默認(rèn)的配置64k。
• flags:這個(gè)參數(shù)主要用于設(shè)置文件的執(zhí)行模式，比如說我們具體的操作適用于讀取文件還是寫入文件等這些操作。如果是寫入文件的話那我們，使用的是w。如果是讀取文件的話那這個(gè)操作符就應(yīng)該是r。

下面這張表格就說明了不同的符號(hào)代表不同含義：

• autoClose:這個(gè)參數(shù)主要用于，對(duì)文件的關(guān)閉的一些控制。如果文件再打開的過程或者其他操作的過程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤的情況下，需要將文件進(jìn)行關(guān)閉。那這個(gè)參數(shù)是設(shè)置文件是否自動(dòng)關(guān)閉的功能。
• encoding:node中用buffer來讀取文件操作的東西二進(jìn)制數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來的話我們是一堆亂碼，所以需要，要我們對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)指定一個(gè)具體的編碼格式。然后將會(huì)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)化，這樣轉(zhuǎn)化出來的數(shù)據(jù)就是我們能看懂的數(shù)據(jù)。
• starts:這個(gè)參數(shù)主要用于指定從什么位置開始讀取文件中的內(nèi)容，默認(rèn)的話是從零開始。
• ends:這個(gè)參數(shù)主要用于指定定具體要讀取文件多長的數(shù)據(jù)，這里需要說明一下，這個(gè)參數(shù)是包括本身的位置，也就是所謂的包前和包后。

下面我們來看看可讀流具體例子：

let fs = require("fs");
let rs = fs.createReadStream("./a.js", {
  highWaterMark: 3,
  encoding: "utf8",
  autoClose: true,
  start: 0,
  end: 9
});
rs.on("open", () => {console.log("open");});
rs.on("close", () => {console.log("close");});
rs.on("data", data => {
  console.log(data);
  rs.pause();//暫停讀取 此時(shí)流動(dòng)模式為暫停模式
});
setInterval(() => {
  rs.resume();//重新設(shè)置為流動(dòng)模式，開始讀取數(shù)據(jù)
}, 1000);
rs.on("end", () => { console.log("end"); });
rs.on("error", err => { console.log(err); });

手寫可讀流第一步

上面我們說過，node可讀流是基于node的核心模塊事件來完成的，所以在實(shí)現(xiàn)我們自己的可讀流時(shí)需要繼承events模塊，代碼如下：

let fs = require('fs');
let EventEmitter = require('events');
class ReadStream extends EventEmitter {

}

繼承了EventEmitter類，我們就可以使用EventEmitter類中的各個(gè)方法，并且同樣是采用發(fā)布訂閱的模式了處理事件。

第二步：處理可讀流配置的參數(shù)

上面我們提到，node中創(chuàng)建可讀流時(shí)可以對(duì)這個(gè)流配置具體的參數(shù)，比如

let rs = fs.createReadStream("./a.js", {
  highWaterMark: 3,
  encoding: "utf8",
  autoClose: true,
  start: 0,
  end: 9
});

那么對(duì)于這些參數(shù)，我們自己實(shí)現(xiàn)的可讀流類也需要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行處理，那么這些參數(shù)該如何進(jìn)行處理呢？

constructor(path, options = {}) {
  super();
  this.path = path; //指定要讀取的文件地址
  this.highWaterMark = options.highWaterMark || 64 * 1024;
  this.autoClose = options.autoClose || true; //是否自動(dòng)關(guān)閉文件
  this.start = options.start || 0; //從文件哪個(gè)位置開始讀取
  this.pos = this.start; // pos會(huì)隨著讀取的位置改變
  this.end = options.end || null; // null表示沒傳遞
  this.encoding = options.encoding || null;// buffer編碼
  this.flags = options.flags || 'r';

  this.flowing = null; // 模式開關(guān)
  this.buffer = Buffer.alloc(this.highWaterMark);// 根據(jù)設(shè)置創(chuàng)建一個(gè)buffer存儲(chǔ)讀出來的數(shù)
  this.open();
}

通常配置的原則是以用戶配置的參數(shù)為準(zhǔn)，如果用戶沒有對(duì)這個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的話，就采用默認(rèn)的配置。

實(shí)現(xiàn)可讀流第三步：打開文件

這里原理是使用node模塊fs中的open方法。首先我們來回顧下fs.open()方法的使用。

fs.open(filename,flags,[mode],callback);
//實(shí)例
fs.open('./1,txt','r',function(err,fd){});

這里需要說明下，回調(diào)函數(shù)callback中有2個(gè)參數(shù)：

1. 第一個(gè)是error，node中異步回調(diào)都會(huì)返回的一個(gè)參數(shù)，用來說明具體的錯(cuò)誤信息
2. 第二個(gè)參數(shù)是fd，是文件描述符，用來標(biāo)識(shí)文件，等價(jià)于open函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)

好了，現(xiàn)在我們來看看我們自己的可讀流的open方法該如何實(shí)現(xiàn)吧:

open() {
  fs.open(this.path, this.flags, (err, fd) => { 
    //fd標(biāo)識(shí)的就是當(dāng)前this.path這個(gè)文件，從3開始(number類型)
    if (err) {
      if (this.autoClose) { // 如果需要自動(dòng)關(guān)閉則去關(guān)閉文件
        this.destroy(); // 銷毀(關(guān)閉文件，觸發(fā)關(guān)閉事件)
      }
      this.emit('error', err); // 如果有錯(cuò)誤觸發(fā)error事件
      return;
    }
    this.fd = fd; // 保存文件描述符
    this.emit('open', this.fd); // 觸發(fā)文件的打開的方法
  });
}

從代碼上我們可以看出:

fs.open函數(shù)是異步函數(shù)，也就是說callback是異步執(zhí)行的，在成功打開文件的情況下，fd這個(gè)屬性也是異步獲取到的，這點(diǎn)需要注意。

另外重要的一點(diǎn)是，如果在打開文件發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，則表明打開文件失敗，那么此時(shí)就需要將文件關(guān)閉。

實(shí)現(xiàn)可讀流第四步：讀取文件內(nèi)容

上面我們?cè)敿?xì)說過，可讀流自身定義了一個(gè)"開關(guān)"，當(dāng)我們要讀取文件中的內(nèi)容的時(shí)候，我們需要將這個(gè)"開關(guān)"打開，那么node可讀流本身是如何來打開這個(gè)"開關(guān)"的呢？

監(jiān)聽data事件

node可讀流通過監(jiān)聽data事件來實(shí)現(xiàn)這個(gè)"開關(guān)"的開啟:

rs.on("data", data => {
  console.log(data);
});

當(dāng)用戶監(jiān)聽data事件的時(shí)候，"開關(guān)"開啟，不停的從文件中讀取內(nèi)容。那么node是怎么監(jiān)聽data事件的呢？
答案就是 事件模塊的newListener

這是因?yàn)閚ode可讀流是基于事件的，而事件中，服務(wù)器就可以通過newListener事件監(jiān)聽到從用戶這邊過來的所有事件，每個(gè)事件都有對(duì)應(yīng)的類型，當(dāng)用戶監(jiān)聽的是data事件的時(shí)候，我們就可以獲取到，然后就可以去讀取文件中的內(nèi)容了，那我們自己的可讀流該如何實(shí)現(xiàn)呢？

// 監(jiān)聽newListener事件，看是否監(jiān)聽了data事件，如果監(jiān)聽了data事件的話，就開始啟動(dòng)流動(dòng)模式，讀取文件中的內(nèi)容
this.on("newListener", type => {
  if (type === "data") {
    // 開啟流動(dòng)模式，開始讀取文件中的內(nèi)容
    this.flowing = true;
    this.read();
  }
});

好了，知道了這個(gè)"開關(guān)"是如何打開的，那么這個(gè)時(shí)候就到了真正讀取文件中內(nèi)容的關(guān)鍵時(shí)候了，先上代碼先：

read() {
  // 第一次讀取文件的話，有可能文件是還沒有打開的，此時(shí)this.fd可能還沒有值
  if (typeof this.fd !== "number") {
    // 如果此時(shí)文件還是沒有打開的話，就觸發(fā)一次open事件，這樣文件就真的打開了，然后再讀取
    return this.once("open", () => this.read());
  }
  // 具體每次讀取多少個(gè)字符，需要進(jìn)行計(jì)算,因?yàn)樽詈笠淮巫x取倒的可能比highWaterMark小
  let howMuchRead = this.end ? Math.min(this.end - this.pos + 1, this.highWaterMark) : this.highWaterMark;
  fs.read(this.fd, this.buffer, 0, howMuchRead, this.pos, (err, byteRead) => {
    // this.pos 是每次讀取文件讀取的位置，是一個(gè)偏移量，每次讀取會(huì)發(fā)生變化
    this.pos += byteRead;
    // 將讀取到的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成字符串串，然后通過data事件，將內(nèi)容發(fā)布出去
    let srr = this.encoding ? this.buffer.slice(0, byteRead).toString(this.encoding) : this.buffer.slice(0, byteRead);
    // 將內(nèi)容通過data事件發(fā)布出去
    this.emit("data", srr);
    // 當(dāng)讀取到到內(nèi)容長度和設(shè)置的highWaterMark一致的話，并且還是流動(dòng)模式的話，就繼續(xù)讀取
    if ((byteRead === this.highWaterMark) && this.flowing) {
      return this.read();
    }
    // 沒有更多的內(nèi)容了，此時(shí)表示文件中的內(nèi)容已經(jīng)讀取完畢
    if (byteRead < this.highWaterMark) {
      // 讀取完成，發(fā)布end方法，并關(guān)閉文件
      this.emit("end");
      this.destory();
    }
  });
}

這里我們特別要注意的是：

1. 文件是否已經(jīng)打開，是否獲取到fd，如果沒有打開的話，則再次觸發(fā)open方法
2. 分批次讀取文件內(nèi)容，每次讀取的內(nèi)容是變化的，所以位置和偏移量是要?jiǎng)討B(tài)計(jì)算的
3. 控制讀取停止的條件。

實(shí)現(xiàn)可讀流第五步：關(guān)閉文件

好了，到現(xiàn)在，基礎(chǔ)的讀取工作已經(jīng)完成，那么就需要將文件關(guān)閉了，上面的open和read方法里面都調(diào)用了一個(gè)方法：destory，沒錯(cuò)，這個(gè)就是關(guān)閉文件的方法，好了，那么我們來看看這個(gè)方法該如何實(shí)現(xiàn)吧

destory() {
  if (typeof this.fd !== "number") {
    // 發(fā)布close事件
    return this.emit("close");
  }
  // 將文件關(guān)閉，發(fā)布close事件
  fs.close(this.fd, () => {
    this.emit("close");
  });
}

當(dāng)然這塊的原理就是調(diào)用fs模塊的close方法啦。

實(shí)現(xiàn)可讀流第六步：暫停和恢復(fù)

既然都說了，node可讀流有一個(gè)神奇的"開關(guān)"，就像大壩的閥門一樣，可以控制水的流動(dòng)，同樣也可以控制水的暫停啦。當(dāng)然在node可讀流中的暫停是停止對(duì)文件的讀取，恢復(fù)就是將開關(guān)打開，繼續(xù)讀取文件內(nèi)容，那么這兩個(gè)分別對(duì)應(yīng)的方法就是pause()和resume()方法。

那么我們自己的可讀流類里面該如何實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)方法的功能呢？非常簡單：

我們?cè)诙x類的私有屬性的時(shí)候，定義了這樣一個(gè)屬性flowing，當(dāng)它的值為true時(shí)表示開關(guān)打開，反之關(guān)閉。

pause() {
  this.flowing = false;// 將流動(dòng)模式設(shè)置成暫停模式，不會(huì)讀取文件
}
resume() {
  this.flowing = true;//將模式設(shè)置成流動(dòng)模式，可以讀取文件
  this.read();// 重新開始讀取文件
}

好了，關(guān)于node可讀流的實(shí)現(xiàn)我們就寫到這里，快快敲起代碼，動(dòng)手實(shí)現(xiàn)一個(gè)你自己的可讀流吧！

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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