Node.js - Luồng: Hướng dẫn cho người mới bắt đầu

Xin chào các bạn future Node.js wizard! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau lặn vào một trong những tính năng mạnh mẽ và thú vị nhất của Node.js: Luồng (Streams). Đừng lo lắng nếu bạn là người mới bắt đầu lập trình; tôi sẽ dẫn dắt bạn qua hành trình này từng bước một, giống như tôi đã làm cho hàng trăm học sinh trong những năm dạy học của mình. Nào, hãy lấy một ly đồ uống yêu thích của bạn, ngồi thoải mái, và cùng nhau bắt đầu hành trình thú vị này nhé!

Luồng là gì?

Hãy tưởng tượng bạn đang cố gắng chuyển nước từ một bồn lớn sang bồn khác. Bạn có hai lựa chọn:

1. Chở toàn bộ bồn nước một lần (điều này sẽ rất nặng và không thực tế).
2. Sử dụng ống để chuyển nước từng chút một.

Trong thế giới của Node.js, luồng giống như那条管子. Chúng cho phép bạn xử lý và xử lý dữ liệu từng phần nhỏ, mà không cần phải tải toàn bộ dữ liệu vào bộ nhớ. Điều này đặc biệt hữu ích khi xử lý lượng dữ liệu lớn hoặc khi bạn muốn bắt đầu xử lý dữ liệu trước khi nó hoàn toàn có sẵn.

Tại sao sử dụng Luồng?

1. Hiệu quả về bộ nhớ: Luồng xử lý dữ liệu từng khối nhỏ, vì vậy bạn không cần phải tải tất cả vào bộ nhớ cùng một lúc.
2. Hiệu quả về thời gian: Bạn có thể bắt đầu xử lý dữ liệu ngay khi bạn có khối đầu tiên, thay vì chờ đợi tất cả dữ liệu có sẵn.
3. Tính kết hợp: Bạn có thể dễ dàng nối các luồng lại với nhau để tạo ra các pipeline xử lý dữ liệu mạnh mẽ.

Hãy xem một ví dụ đơn giản để hiểu rõ hơn:

const fs = require('fs');

// Không sử dụng luồng
fs.readFile('bigfile.txt', (err, data) => {
if (err) throw err;
console.log(data);
});

// Sử dụng luồng
const readStream = fs.createReadStream('bigfile.txt');
readStream.on('data', (chunk) => {
console.log(chunk);
});

Trong cách tiếp cận đầu tiên, chúng ta đang đọc toàn bộ tệp một lần. Nếu tệp rất lớn, điều này có thể sử dụng rất nhiều bộ nhớ. Trong cách tiếp cận thứ hai, chúng ta sử dụng luồng để đọc tệp từng khối, điều này tiết kiệm bộ nhớ hơn nhiều.

Loại Luồng

Bây giờ chúng ta đã hiểu luồng là gì, hãy cùng khám phá các loại luồng khác nhau trong Node.js. Điều này giống như học về các loại ống khác nhau - mỗi loại được thiết kế cho một mục đích cụ thể!

1. Luồng Đọc (Readable Streams)

Luồng đọc là nguồn dữ liệu. Chúng cho phép bạn đọc dữ liệu từ một nguồn, như một tệp hoặc một yêu cầu HTTP.

Dưới đây là ví dụ về việc tạo và sử dụng một luồng đọc:

const fs = require('fs');

const readStream = fs.createReadStream('example.txt', 'utf8');

readStream.on('data', (chunk) => {
console.log('Received chunk:', chunk);
});

readStream.on('end', () => {
console.log('Finished reading the file');
});

Trong ví dụ này, chúng ta đang tạo một luồng đọc từ một tệp名叫 'example.txt'. Luồng này phát ra sự kiện 'data' cho mỗi khối dữ liệu nó đọc, và sự kiện 'end' khi nó hoàn thành.

2. Luồng Ghi (Writable Streams)

Luồng ghi là đích đến của dữ liệu. Chúng cho phép bạn ghi dữ liệu vào một đích đến, như một tệp hoặc một phản hồi HTTP.

Hãy xem cách tạo và sử dụng một luồng ghi:

const fs = require('fs');

const writeStream = fs.createWriteStream('output.txt');

writeStream.write('Hello, ');
writeStream.write('Streams!');
writeStream.end();

writeStream.on('finish', () => {
console.log('Finished writing to the file');
});

Trong ví dụ này, chúng ta đang tạo một luồng ghi vào một tệp名叫 'output.txt'. Chúng tôi ghi một số dữ liệu vào luồng và sau đó kết thúc nó. Sự kiện 'finish' được phát ra khi tất cả dữ liệu đã được ghi.

3. Luồng Đôi (Duplex Streams)

Luồng đôi là cả đọc và ghi. Hãy tưởng tượng chúng như một ống hai chiều, nơi dữ liệu có thể chảy theo cả hai hướng.

Một ví dụ tốt về luồng đôi là một socket TCP:

const net = require('net');

const server = net.createServer((socket) => {
socket.write('Welcome to our server!\n');

socket.on('data', (data) => {
console.log('Received:', data.toString());
socket.write('You said: ' + data);
});
});

server.listen(3000, () => {
console.log('Server listening on port 3000');
});

Trong ví dụ này, socket là một luồng đôi. Chúng ta có thể ghi vào nó (gửi dữ liệu cho client) và cũng đọc từ nó (nhận dữ liệu từ client).

4. Luồng Chuyển đổi (Transform Streams)

Luồng chuyển đổi là một loại luồng đôi đặc biệt, nơi đầu ra được tính toán dựa trên đầu vào. Chúng giống như các ống ma thuật có thể thay đổi nước chảy qua chúng!

Dưới đây là ví dụ về một luồng chuyển đổi chuyển đổi văn bản thành chữ hoa:

const { Transform } = require('stream');

const upperCaseTransform = new Transform({
transform(chunk, encoding, callback) {
this.push(chunk.toString().toUpperCase());
callback();
}
});

process.stdin.pipe(upperCaseTransform).pipe(process.stdout);

Trong ví dụ này, chúng ta tạo một luồng chuyển đổi chuyển đổi văn bản thành chữ hoa. Sau đó, chúng ta nối đầu vào chuẩn qua luồng chuyển đổi này và ra đầu ra chuẩn. Thử chạy script này và gõ một số văn bản - bạn sẽ thấy nó xuất hiện bằng chữ hoa!

Phương thức và Sự kiện của Luồng

Để làm việc hiệu quả với luồng, rất quan trọng là bạn phải hiểu các phương thức và sự kiện của chúng. Hãy cùng phân tích:

Loại Luồng	Phương thức Thường Dùng	Sự kiện Thường Dùng
Đọc	pipe(), read(), pause(), resume()	data, end, error, close
Ghi	write(), end()	drain, finish, error, close
Đôi	pipe(), read(), write(), end()	data, end, error, close, drain, finish
Chuyển đổi	pipe(), read(), write(), end()	data, end, error, close, drain, finish

Nối Luồng

Một trong những tính năng mạnh mẽ nhất của luồng là khả năng nối chúng lại với nhau. Điều này cho phép bạn tạo ra các pipeline xử lý dữ liệu phức tạp một cách dễ dàng.

Dưới đây là ví dụ về việc đọc một tệp, nén nó và ghi dữ liệu đã nén vào một tệp mới:

const fs = require('fs');
const zlib = require('zlib');

const readStream = fs.createReadStream('input.txt');
const writeStream = fs.createWriteStream('output.txt.gz');
const gzip = zlib.createGzip();

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

writeStream.on('finish', () => {
console.log('File successfully compressed');
});

Trong ví dụ này, chúng ta đang nối luồng đọc qua luồng chuyển đổi gzip và sau đó vào luồng ghi. Điều này giống như nối các loại ống khác nhau để đạt được một mục tiêu cụ thể!

Kết luận

Xin chúc mừng! Bạn đã迈出了进入Node.js流世界的第一步。 Chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu luồng là gì, tại sao chúng hữu ích, các loại luồng khác nhau và cách sử dụng chúng. Nhớ rằng, luồng là một công cụ mạnh mẽ trong bộ công cụ Node.js của bạn, cho phép bạn xử lý dữ liệu hiệu quả và tạo ra các ứng dụng có thể mở rộng.

Khi bạn tiếp tục hành trình trong Node.js, bạn sẽ thấy luồng xuất hiện ở mọi nơi - từ các thao tác tệp đến giao tiếp mạng. Đừng ngần ngại thử nghiệm với chúng trong các dự án của bạn. Như bất kỳ kỹ năng nào khác, việc làm việc với luồng sẽ trở nên dễ dàng hơn với sự thực hành.

Tiếp tục lập код, tiếp tục học hỏi, và quan trọng nhất, hãy vui vẻ! Ai biết được, có thể một ngày nào đó bạn sẽ là người dạy người khác về phép màu của Node.js luồng. Đến gặp lại lần sau, chúc các bạn vui vẻ khi stream!

Credits: Image by storyset