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在 Nodejs 中使用流的好处

百变鹏仔 2个月前 (10-14) #JavaScript
文章标签 好处

介绍

处理大量数据时,node.js 中使用流可以在性能和效率方面带来巨大的优势。流允许连续且分块地处理数据,从而避免将文件完全加载到内存中。本文探讨了使用流的好处,通过一个实际的例子来演示如何高效地转换大型文本文件。

什么是流?

streams 是 node.js 中的一个抽象,它允许分块处理数据,而不是一次将所有内容加载到内存中。 node.js 中有四种主要类型的流:

  1. readable:我们可以从其中读取数据的流。
  2. 可写:我们可以写入数据的流。
  3. duplex:可读可写的流。
  4. transform:可以在数据通过时修改或转换数据的流。

流的好处

1. 内存效率

使用流,数据以块的形式处理,这意味着您不需要将整个文件加载到内存中。这对于大文件至关重要,因为它可以避免内存问题并提高系统性能。

2. 实时数据处理

流允许连续的数据处理。例如,您可以在仍在接收下一组数据的同时开始处理前一组数据,从而缩短总处理时间。

3. 保持响应能力

通过不阻塞 node.js 事件循环,即使在 i/o 密集型操作期间,流也有助于保持应用程序的响应能力。

实际例子

生成测试文件

开始之前,让我们创建一个大文本文件进行测试。您可以使用以下python脚本生成10gb文件:

# generator.py# define o tamanho do arquivo em bytes (10gb)file_size = 10000 * 1024 * 1024  # 10 gb# linha que será escrita repetidas vezes no arquivoline = "this is a line of text to be transformed. adding more text to increase the size of each line.\n"# calcula o número de linhas necessárias para preencher o arquivonum_lines = file_size // len(line)# cria e escreve o arquivofile_path = "large-input.txt"with open(file_path, "w") as file:    for _ in range(num_lines):        file.write(line)print(f"file created successfully at {file_path}")

要运行上述脚本,请将其保存为generator.py并使用以下命令运行:

python3 generator.py

使用流转换文件

这是node.js中的代码,将large-input.txt的内容转换为大写并将结果保存在large-output.txt中。它还显示每 10% 的进度和总处理时间。

// src/index.jsconst fs = require('fs');const { Transform } = require('stream');const { performance } = require('perf_hooks');// Caminho para o arquivo de entrada e saídaconst inputFile = 'large-input.txt';const outputFile = 'large-output.txt';// Cria um Readable Stream a partir do arquivo de entradaconst readableStream = fs.createReadStream(inputFile, { encoding: 'utf8' });// Cria um Writable Stream para o arquivo de saídaconst writableStream = fs.createWriteStream(outputFile);// Variáveis para rastreamento de progressolet totalSize = 0;let processedSize = 0;let lastLoggedProgress = 0;const startTime = performance.now();let processedLines = 0;fs.stat(inputFile, (err, stats) => {  if (err) {    console.error('Erro ao obter informações do arquivo:', err);    return;  }  totalSize = stats.size;  // Pipe o Readable Stream para o Transform Stream e depois para o Writable Stream  readableStream    .pipe(      new Transform({        transform(chunk, encoding, callback) {          processedSize += chunk.length;          processedLines += chunk.toString().split('\n').length - 1;          // Converte o chunk de dados para letras maiúsculas          const upperCaseChunk = chunk.toString().toUpperCase();          // Chama o callback com o chunk transformado          callback(null, upperCaseChunk);          // Log de progresso          const progress = (processedSize / totalSize) * 100;          if (progress >= lastLoggedProgress + 10) {            console.log(              `Progresso: ${Math.floor(progress)}%, Linhas processadas: ${processedLines}`            );            lastLoggedProgress = Math.floor(progress);          }        },      })    )    .pipe(writableStream)    .on('finish', () => {      const endTime = performance.now();      const timeTaken = ((endTime - startTime) / 1000).toFixed(2);      console.log('Transformação completa e arquivo salvo.');      console.log(`Total de linhas processadas: ${processedLines}`);      console.log(`Tempo total: ${timeTaken} segundos`);    })    .on('error', (err) => {      console.error('Erro durante a transformação:', err);    });});

这种方法的好处

  1. 内存效率:使用流可以处理大量数据,而无需将整个文件加载到内存中,避免内存溢出并提高性能。
  2. 更好的性能:以连续块的方式处理数据可以让您立即开始处理,无需等待文件完全加载。
  3. 实时反馈:实时进度显示,让处理进度一目了然,以便在必要时进行监控和快速干预。

结论

streams 是 node.js 中处理大量数据的强大工具。使用流,您可以高效地处理文件,保持应用程序响应并避免内存问题。上面的示例演示了如何使用流转换大型文本文件,显示过程的进度和总时间。

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