> 極簡 Node.js 入門系列教程：[https://www.yuque.com/sunluyong/node](https://www.yuque.com/sunluyong/node) > > 本文更佳閱讀體驗：[https://www.yuque.com/sunluyong/node/stream](https://www.yuque.com/sunluyong/node/stream) ## stream 概念 Node.js 誕生是為了解決 I/O 密集的 Web 效能問題，最常使用的兩個模組就是檔案系統和網路，而這兩個模組都是 stream 的重度使用者，stream 是 Node.js 從入門到進階的必經之路

Node.js 對 stream 是這樣解釋的 > A stream is an abstract interface for working with streaming data in Node.js. The `stream` module provides an API for implementing the stream interface.
翻譯過來流是 Node.js 中處理流式資料的抽象介面。 `stream` 模組提供了用於實現流介面的物件。基本就是用 stream 解釋自己，第一次使用肯定不理解，但其實我們平時經常用到流
```bash ls | grep *.js ```
命令的含義是 list 當前目錄檔案，把結果交給 grep 命令，按行篩選出拓展名是 js 的內容 使用 `|` 連線兩條命令，把前一個命令的結果作為後一個命令的引數傳入，這樣資料像是水流在管道中傳遞，每個命令類似一個處理器，對資料做一些加工，因此 `|` 被稱為“管道符”，這個處理過程就是流 從術語上講**流是對輸入輸出裝置的抽象，是一組有序的、有起點和終點的位元組資料傳輸手段**

 ## Node.js stream 型別 從程式角度而言流是有方向的資料，以程式為第一視角，按照流動方向可以分為三種流 1. 裝置流向程式：readable 1. 程式流向裝置：writable 1. 雙向流動：duplex、transform
NodeJS 關於流的操作被封裝到了 [Stream](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//nodejs.org/docs/latest/api/stream.html) 模組，這個模組也被多個核心模組所引用。按照 Unix 的哲學：一切皆檔案 1. 普通檔案（txt、jpg、mp4） 1. 裝置檔案（stdin、stdout） 1. 網路檔案（http、net）
在 Node.js 中對檔案的處理多數使用流來完成 ## 小試牛刀 假設寫程式某個功能需要讀取某個配置檔案 **_config.json_**，這時候簡單分析一下 - 資料：config.json 的內容 - 方向：裝置（物理磁碟檔案） -> NodeJS 程式 應該使用 readable 流來做此事（後面章節會具體介紹 API）
```javascript const fs = require('fs'); const FILEPATH = '...'; const rs = fs.createReadStream(FILEPATH); ```
通過 fs 模組提供的 createReadStream() 方法建立了一個可讀的流，這時候 _**config.json**_的內容從裝置流向程式。示例並沒有直接使用 Stream 模組，因為 fs 內部已經引用了 Stream 模組，並做了封裝

讀取到資料後可以對資料進行處理，比如需要寫到某個路徑 DEST ，這時候需要一個 writable 的流，讓資料從程式流向裝置
```javascript const ws = fs.createWriteStream(DEST); ```
兩種流都有了，也就是兩個資料加工器，那麼如何通過類似 Unix 的管道符** | **來連線流呢？在 Node.js 中管道符號就是 pipe() 方法
```javascript const fs = require('fs'); const FILEPATH = 'DEST_PATH_IN_YOUR_DISK'; const rs = fs.createReadStream(FILEPATH); const ws = fs.createWriteStream(DEST); rs.pipe(ws); ```
這樣利用流實現了簡單的檔案複製功能，關於 pipe() 方法的實現原理後面會提到，但有個值得注意地方：資料必須是從上游 pipe 到下游，也就是從一個 readable 流 pipe 到 writable 流 ## 加工一下資料 上面提到了 readable 和 writable 的流稱之為加工器，其實並不太恰當，因為過程中並沒有加工什麼，只是讀取資料，然後儲存資料 如果有個需求，把本地一個 _package.json_ 檔案中的所有字母都改為小寫，並儲存到同目錄下的_ package-lower.json_ 檔案下

這時候就需要用到雙向的流了，假定有一個專門處理字元轉小寫的流 `lowercase` ，那麼程式碼寫出來大概是這樣的
```javascript const fs = require('fs'); const rs = fs.createReadStream('./package.json'); const ws = fs.createWriteStream('./package-lower.json'); rs.pipe(lowercase).pipe(ws); ```
到這裡就和清楚為什麼稱 pipe() 連線的流為加工器了，根據上面說的，必須從一個 readable 流 pipe 到 writable 流： - rs -> lowercase：lowercase 在下游，所以 lower 需要是個 writable 流 - lowercase -> ws：相對而言，lowercase 又在上游，所以 lower 需要是個 readable 流
因此能夠滿足需求的 lowercase 必須是雙向的流，具體使用 duplex 還是 transform 後面章節會提到。當然如果需求還有額外一些處理動作，比如字母還需要轉成 ASCII 碼，假定有一個雙工流 ascii，那麼程式碼簡單改寫
```javascript rs.pipe(lowercase).pipe(acsii).pipe(ws); ```
這樣就完成了 package.json 檔案字母轉小寫後處理成 acsii 碼的需求 ## 為什麼應該使用 stream 有個使用者 Web 線上看視訊的場景，假定我們通過 HTTP 請求返回給使用者電影內容，那麼程式碼可能寫成這樣
```javascript const http = require('http'); const fs = require('fs'); http.createServer((req, res) => { fs.readFile(moviePath, (err, data) => { res.end(data); }); }).listen(8080); ```
這樣的程式碼又兩個明顯的問題 1. 電影檔案需要讀完之後才能返回給客戶，等待時間超長 1. 電影檔案需要一次放入記憶體中，記憶體吃不消
使用 stream 可以把電影檔案一點點的放入記憶體中，然後一點點的返回給客戶（利用了 HTTP 協議的 Transfer-Encoding: chunked 分段傳輸特性），使用者體驗得到優化，同時對記憶體的開銷明顯下降
```javascript const http = require('http'); const fs = require('fs'); http.createServer((req, res) => { fs.createReadStream(moviePath).pipe(res); }).listen(8080); ```
除了上述好處，stream 還讓程式碼優雅了很多，功能邏輯獨立，拓展也比較簡單。比如需要對視訊內容壓縮，我們可以引入一個專門做此事的流，這個流不用關心其它部分做了什麼，只要是接入管道中就可以了
```javascript const http = require('http'); const fs = require('fs'); const oppressor = require(oppressor); http.createServer((req, res) => { fs.createReadStream(moviePath) .pipe(oppressor) .pipe(res); }).listen(8080); ```
可以看出來使用流後代碼邏輯變得相對獨立，可維護性也會有一定的改善