手写文件流，在 Node.js 世界里做一把“管道工”

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2024-01-19 12:29:48

流，一个在编程中经常遇到，却容易忽视的概念。它就像生活中常见的水流，不断流动、源源不绝。在计算机中，流也扮演着类似的角色。它将数据从一个地方传输到另一个地方，是一种处理数据的高效方式。

在 Node.js 中，流占据着举足轻重的地位。通过对流的理解和运用，开发人员可以创建出各种强大的应用程序，处理大量数据变得游刃有余。

今天，我们来聊一聊文件流，这是一种专门针对文件操作而实现的流。它允许我们以一种更有效的方式读取和写入文件。

文件流的背后，是 Node.js 中强大的 stream 模块，它封装了流的基本操作，让开发人员可以轻松地创建和使用各种类型的流。

1. 文件流的基本操作

如同水流可以被控制一样，文件流也提供了一些基本的操作，这些操作可以帮助我们轻松地对文件进行读写。

1.1 创建文件流

首先，我们需要创建一个文件流，这可以通过 fs.createReadStream() 或 fs.createWriteStream() 方法来实现。这两个方法分别用于创建可读流和可写流。

// 创建可读流
const readStream = fs.createReadStream('input.txt');

// 创建可写流
const writeStream = fs.createWriteStream('output.txt');

1.2 读取文件流

创建好文件流后，就可以开始读取数据了。可读流提供了多种方法来读取数据，例如：

read() 方法：以缓冲区的方式读取数据。
pipe() 方法：将可读流连接到可写流，实现数据自动传输。
on('data', callback) 事件：当有数据可读时触发该事件，并将数据作为参数传递给回调函数。

// 使用 read() 方法读取数据
readStream.on('data', (chunk) => {
  console.log(chunk.toString());
});

// 使用 pipe() 方法读取数据
readStream.pipe(writeStream);

// 使用 on('data', callback) 事件读取数据
readStream.on('data', (chunk) => {
  writeStream.write(chunk);
});

1.3 写入文件流

与读取数据类似，可写流也提供了多种方法来写入数据，例如：

write() 方法：将数据写入流中。
pipe() 方法：将可写流连接到可读流，实现数据自动传输。
on('finish', callback) 事件：当所有数据写入完成后触发该事件，并将流对象作为参数传递给回调函数。

// 使用 write() 方法写入数据
writeStream.write('Hello World!');

// 使用 pipe() 方法写入数据
readStream.pipe(writeStream);

// 使用 on('finish', callback) 事件写入数据
writeStream.on('finish', () => {
  console.log('All data has been written to the file.');
});

2. 文件流的妙用

文件流不仅可以用于简单的文件读写操作，还可以与其他流结合，实现更复杂的数据处理。例如：

2.1 流式压缩

我们可以将文件流连接到压缩流，实现数据在传输过程中自动压缩，从而节省带宽和存储空间。

const zlib = require('zlib');

const readStream = fs.createReadStream('input.txt');
const gzip = zlib.createGzip();

readStream.pipe(gzip).pipe(writeStream);

2.2 流式加密

同样，我们也可以将文件流连接到加密流，实现数据在传输过程中自动加密，从而提高数据安全性。

const crypto = require('crypto');

const readStream = fs.createReadStream('input.txt');
const cipher = crypto.createCipher('aes-256-cbc', 'secret');

readStream.pipe(cipher).pipe(writeStream);