Une analyse approfondie de Stream dans Node

Qu'est-ce que le flux ? Comment comprendre le flux ? L'article suivant vous donnera une compréhension approfondie des flux dans Nodejs. J'espère qu'il vous sera utile !

stream est une interface de données abstraite. Elle hérite d'EventEmitter. Elle peut envoyer/recevoir des données. Son essence est de faire circuler les données, comme indiqué ci-dessous :

Stream n'est pas un concept unique dans Node, mais un fonctionnement. système. La méthode de fonctionnement la plus basique sous Linux | est Stream, mais elle est encapsulée au niveau du nœud et fournit l'API correspondante

Pourquoi devons-nous le faire petit à petit ?

Utilisez d'abord le code suivant pour créer un fichier d'environ 400 Mo [Recommandation du didacticiel associé : Tutoriel vidéo Nodejs]

Lorsque nous utilisons readFile pour lire, le code suivant

est normal Au démarrage le service, il occupe environ 10 Mo de mémoire

Lorsque vous utilisez curl http://127.0.0.1:8000 pour lancer une requête, la mémoire devient d'environ 420 Mo, ce qui est à peu près la même chose taille identique au fichier que nous avons créécurl http://127.0.0.1:8000发起请求时，内存变为了 420MB 左右，和我们创建的文件大小差不多

改为使用使用 stream 的写法，代码如下

再次发起请求时，发现内存只占用了 35MB 左右，相比 readFile 大幅减少

如果我们不采用流的模式，等待大文件加载完成在操作，会有如下的问题：

• 内存暂用过多，导致系统崩溃
• CPU 运算速度有限制，且服务于多个程序，大文件加载过大且时间久

总结来说就是，一次性读取大文件，内存和网络都吃不消

如何才能一点一点？

我们读取文件的时候，可以采用读取完成之后在输出数据

上述说到 stream 继承了 EventEmitter 可以是实现监听数据。首先将读取数据改为流式读取，使用 on("data", ()⇒{}) 接收数据，最后通过 on("end", ()⇒{}) 最后的结果

有数据传递过来的时候就会触发 data 事件，接收这段数据做处理，最后等待所有的数据全部传递完成之后触发 end 事件。

数据的流转过程

数据从哪里来—source

数据是从一个地方流向另一个地方，先看看数据的来源。

• http 请求，请求接口来的数据

  

• console 控制台，标准输入 stdin

  

• file 文件，读取文件内容，例如上面的例子

连接的管道—pipe

在 source 和 dest 中有一个连接的管道 pipe，基本语法为 source.pipe(dest)

Changement Pour utiliser l'écriture de flux, le code est le suivant

Lorsque j'ai réitéré la requête, j'ai constaté que la mémoire n'occupait qu'environ 35 Mo, ce qui était considérablement réduit par rapport à readFile

Si nous n'utilisons pas le mode streaming et attendez que le gros fichier soit chargé avant de fonctionner, il y aura les problèmes suivants :

Trop de mémoire est temporairement utilisée, provoquant un crash du système
La vitesse de fonctionnement du processeur est limitée et il sert plusieurs programmes. Les fichiers volumineux sont trop volumineux et prennent beaucoup de temps à charger
• En résumé En d'autres termes, lire un fichier volumineux en une seule fois est trop lourd pour la mémoire et le réseau

  Comment puis-je le faire petit à petit ?

  

  Lorsque nous lisons le fichier, nous pouvons sortir les données une fois la lecture terminée🎜🎜🎜🎜Comme mentionné ci-dessus, stream hérite d'EventEmitter et peut être utilisé pour surveiller les données. Tout d'abord, changez les données de lecture en lecture en streaming, utilisez on("data", ()⇒{}) pour recevoir les données, et enfin utilisez on("end", ()⇒ { }) Le résultat final🎜🎜🎜🎜Lorsque les données sont transférées, l'événement de données sera déclenché, les données seront reçues pour traitement et l'événement de fin sera déclenché une fois que toutes les données auront été transférées. 🎜

  🎜Processus de flux de données🎜🎜

  🎜D'où viennent les données – source🎜🎜🎜Les données circulent d'un endroit à un autre d'abord , regardons la source des données. 🎜🎜🎜🎜Requête http, demande de données depuis l'interface🎜🎜🎜

🎜🎜console console, entrée standard stdin🎜🎜🎜🎜🎜fichier, lisez le contenu du fichier, comme l'exemple ci-dessus🎜

🎜Tuyau connecté—pipe🎜🎜🎜Il y a un tube connecté dans source et dest La syntaxe de base est source.pipe(dest), Source. et dest sont connectés via un tube, permettant aux données de circuler de la source à la destination🎜🎜Nous n'avons pas besoin de surveiller manuellement l'événement de données/de fin comme le code ci-dessus.🎜🎜Il existe des exigences strictes lors de l'utilisation du tube. La source doit être lisible. stream, et dest must C'est un flux inscriptible🎜🎜 ??? Qu'est-ce que les données qui circulent exactement ? Qu’est-ce qu’un morceau dans le code ? 🎜🎜🎜Où aller—dest🎜🎜🎜streaming trois méthodes de sortie courantes🎜🎜🎜🎜console console, sortie standard stdout🎜🎜🎜🎜

demande http, réponse dans la requête d'interface

fichier fichier, écriture fichier

type de flux

lisible Flux lisibles

Un flux lisible est une abstraction de la source qui fournit des données

Tous les Readables implémentent l'interface définie par le stream.Readable class

 ?

Readable Stream a deux modes,

flowing mode

et pause mode

, qui détermine le mode de flux des données de bloc : flux automatique et flux manuel Flow

Il existe un attribut _readableState dans ReadableStream, dans lequel il y a un attribut flowing pour déterminer le mode d'écoulement. Il a trois valeurs d'état :

ture : indique le mode d'écoulement false : indique le mode pause null : état initial

• Vous pouvez utiliser le modèle de chauffe-eau pour simuler. le flux de données. Le réservoir du chauffe-eau (cache tampon) stocke l'eau chaude (données requises). Lorsque nous ouvrons le robinet, l'eau chaude continuera à s'écouler du réservoir d'eau et l'eau du robinet continuera à couler dans le réservoir d'eau. mode débit. Lorsque nous fermons le robinet, le réservoir d'eau met en pause l'entrée d'eau et le robinet met en pause la sortie d'eau. C'est le mode pause.
• Mode flux

Les données sont automatiquement lues à partir de la couche inférieure, formant un phénomène de flux, et fournies à l'application via des événements.

Vous pouvez accéder à ce mode en écoutant l'événement de données

Lorsque l'événement de données est ajouté, s'il y a des données dans le flux inscriptible, les données seront poussées vers la fonction de rappel d'événement. Vous devez consommer le bloc de données. vous-même s'il n'est pas traité, les données seront perdues

Appelez la méthode stream.pipe pour envoyer les données à Writeable

• Appelez la méthode stream.resume
  

• Mode pause

  Les données s'accumuleront dans le tampon interne et doivent être affichées. Appelez stream.read() pour lire le bloc de données

Écoutez l'événement lisible Le flux inscriptible déclenchera ce rappel d'événement une fois les données prêtes. À ce stade, vous devez utiliser stream.read() dans la fonction de rappel pour consommer activement les données. L'événement lisible indique que le flux a une nouvelle dynamique : soit il y a de nouvelles données, soit le flux a lu toutes les données

Comment convertir entre les deux modes

• Le flux lisible est à l'état Initial //TODO : Incohérent avec le partage en ligne

Passer du mode pause en mode flux

- 监听 data 事件
- 调用 stream.resume 方法
- 调用 stream.pipe 方法将数据发送到 Writable

Passer du mode flux en mode pause

• - 移除 data 事件
  - 调用 stream.pause 方法
  - 调用 stream.unpipe 移除管道目标

  Principe de mise en œuvre

• Créer un flux lisible Quand, nous besoin d'hériter de l'objet Readable et d'implémenter la méthode _read

pour créer un flux lisible personnalisé

Lorsque nous appelons la méthode read, le processus global est le suivant :



doRead

A le cache est conservé dans le flux Lorsque la méthode de lecture est appelée, il est jugé si les données doivent être demandées à la couche inférieure

.

Lorsque la longueur du tampon est de 0 ou inférieure à la valeur de highWaterMark, _read sera appelé pour obtenir les données de la couche inférieureLien du code source



Writable StreamWritable Stream

Writable Stream doit écrire des données Une abstraction de la destination est utilisée pour consommer les données circulant en amont et écrire les données sur l'appareil via un flux inscriptible. Un flux d'écriture courant écrit sur le disque local



Caractéristiques des flux inscriptibles

.

• Écrivez les données via l'écriture

  

• Écrivez les données jusqu'à la fin et fermez le flux, fin = écriture + fermeture

  

• Lorsque les données écrites atteignent la taille de highWaterMark, la vidange sera déclenchée L'événement

  

  appelle ws.write(chunk) et renvoie false, indiquant que les données actuelles du tampon sont supérieures ou égales à la valeur de highWaterMark, et l'événement drain sera déclenché. En fait, cela sert d'avertissement. Nous pouvons toujours écrire des données, mais les données non traitées seront toujours en retard dans le tampon interne du flux inscriptible. Elles ne seront pas forcées tant que le backlog n'est pas plein du tampon Node.js. . Interruption

Flux inscriptible personnalisé

Tous les Writeables implémentent l'interface définie par le flux.Classe inscriptible

Il vous suffit d'implémenter la méthode _write pour écrire des données dans la couche inférieure



• En appelant Appelez la méthode writable.write pour écrire des données dans le flux, et la méthode _write sera appelée pour écrire les données dans la couche inférieure. Lorsque _write data réussit, vous devez appeler la méthode suivante pour traiter les données suivantes. appelez writable.end( data) pour terminer le flux inscriptible, les données sont facultatives. Après cela, write ne peut pas être appelé pour ajouter de nouvelles données, sinon une erreur sera signalée
• Après l'appel de la méthode end, lorsque toutes les opérations d'écriture sous-jacentes sont terminées, l'événement finish sera déclenché
• Duplex Stream
• Flux duplex, à la fois lisible et inscriptible. En fait, c'est un flux qui hérite de Readable et Writable. Il peut être utilisé à la fois comme flux lisible et comme flux inscriptible. Un flux duplex personnalisé doit implémenter la méthode _read de Readable et la méthode _write de Writable. Le module

net peut être utilisé pour créer un socket. Le socket est un Duplex typique dans NodeJS. Regardez un exemple de client TCP

Le flux inscriptible est utilisé pour envoyer des messages. Le flux de lecture est utilisé pour recevoir les messages du serveur. Il n'y a pas de relation directe entre les données des deux flux

Transform Stream

Dans l'exemple ci-dessus, les données du flux lisible (0/1) et le flux de données inscriptible (« F », « B », « B ») est isolé et il n'y a aucune relation entre les deux. Cependant, pour Transform, les données écrites sur la fin inscriptible seront automatiquement ajoutées à la fin lisible après. transformation.

Transform hérite de Duplex et a déjà implémenté les méthodes _write et _read Il vous suffit d'implémenter la méthode _tranform

gulp est un outil de construction automatisé basé sur Stream. Jetez un œil à un exemple de code du site officiel. site Web

less → less converti en CSS → effectuer une compression CSS → CSS compressé

En fait, less() et minifyCss() effectuent tous deux un traitement sur les données d'entrée, puis transmettent les données de sortie

Options duplex et transformation

Par rapport à l'exemple ci-dessus, nous constatons que lorsqu'un flux dessert à la fois les producteurs et les consommateurs, nous choisirons Duplex Lorsque nous effectuons simplement un travail de conversion sur les données, nous choisirons d'utiliser Transform

Problème de contre-pression

.

Qu'est-ce que la contre-pression

Le problème de la contre-pression vient du modèle producteur-consommateur, où la vitesse de traitement du consommateur est trop lente

Par exemple, lors de notre processus de téléchargement, la vitesse de traitement est de 3 Mo/s, tandis que lors de la compression processus, la vitesse de traitement est trop lente. Dans ce cas, la file d'attente du tampon va bientôt s'accumuler, soit la consommation de mémoire de l'ensemble du processus augmentera, soit l'ensemble du tampon sera lent et certaines données seront. perdu. Qu'est-ce que le traitement de contre-pression ?

Le traitement de contre-pression peut être compris comme un processus de « pleurer » vers le haut

Lorsque le processus de compression constate que la compression des données de sa mémoire tampon dépasse le seuil, il « pleure » vers le traitement de téléchargement. trop occupé. Veuillez ne plus publier.

Le traitement du téléchargement met en pause l'envoi des données vers le bas après avoir reçu un message
Comment gérer la contre-pression

Nous avons différentes fonctions pour transférer des données d'un processus à un autre. Dans Node.js, il existe une fonction intégrée appelée .pipe(), et en fin de compte, à un niveau de base dans ce processus, nous avons deux composants indépendants : la source des données et le consommateur

Quand .pipe() est appelé par la source, il informe le consommateur qu'il y a des données à transférer. La fonction pipeline établit un package de backlog approprié pour le déclenchement d'événements

Lorsque le cache de données dépasse highWaterMark ou que la file d'attente d'écriture est occupée, .write() renverra false

Lorsque false est renvoyé, le système de backlog intervient. Il mettra en pause les Readables entrants de tout flux de données qui envoie des données. Une fois le flux de données effacé, l'événement de drainage sera déclenché et le flux de données entrant sera consommé. Une fois la file d'attente entièrement traitée, le mécanisme de backlog permettra aux données d'être renvoyées. L'espace mémoire utilisé se libérera et se préparera à recevoir le prochain lot de données

Nous pouvons voir le traitement de la contre-pression du tuyau :

Divisez les données en fonction des morceaux et écrivez
Quand le morceau passe Lorsque la file d'attente est trop grande ou que la file d'attente est occupée, la lecture est suspendue
Lorsque la file d'attente est vide, continuez à lire les données



Pour plus de connaissances sur les nœuds, veuillez visiter :

tutoriel Nodejs

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Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!