深入探究node之Transform

简介

在Node.js中，streams（可读、可写、可读写）是一种非常强大的工具。Transform是其中非常有用的一种，它是一个可读写stream，并且它的输出和输入之间的转换非常灵活，可以通过编程方式自定义操作。Transform流可以被用在数据处理、转化，以及对数据进行一些简单或者复杂的转换等场景。

基本用法

Transform流有两种基本使用方式：基于类的方式和基于函数的方式。在基于类的方式中，我们需要继承Transform类，并且实现_transform方法，在这个方法中，我们可以对输入的数据进行处理并且返回处理后的数据，如下所示：

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

class MyTransform extends Transform {
  _transform(chunk, encoding, callback) {
    // 处理输入的数据
    const transformedData = doSomeTransformOf(chunk);

    // 将处理后的数据通过callback返回
    callback(null, transformedData);
  }
}

在上面的示例中，我们定义了一个MyTransform类，它继承自Transform类，然后我们重写了Transform类的_transform方法。在该方法中，我们对输入的数据chunk进行转换，并且通过callback函数将转换后的数据返回。

另外，在基于函数的方式中，我们可以直接调用stream.Transform方法并且传入一个函数作为参数，如下所示：

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

const myTransformFn = new Transform({
  transform(chunk, encoding, callback) {
    // 处理输入的数据
    const transformedData = doSomeTransformOf(chunk);

    // 将处理后的数据通过callback返回
    callback(null, transformedData);
  }
});

在上面的示例中，我们调用了stream.Transform方法，并且传入了一个对象，其中包含一个名为transform的方法，该方法用于处理输入的数据chunk，并且返回处理后的数据。

高级用法

在顶部我们已经提到Transform流的输出和输入之间的转换非常灵活，并且可以通过编程方式自定义操作。因此，我们可以将Transform流应用于各种有趣的场景中。下面我们将介绍一些Transform流的高级用法。

例子1：加密解密数据

Transform流非常适合用于加密或者解密数据。下面是一个简单的加密解密例子：

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

class EncryptTransform extends Transform {
  constructor(options) {
    super(options);
    this.key = options.key;
    this.iv = options.iv;
    this.encipher = crypto.createCipheriv('aes-256-cbc', this.key, this.iv);
  }

  _transform(chunk, encoding, callback) {
    // 加密数据
    const data = this.encipher.update(chunk, encoding, 'hex');

    // 返回加密后的数据
    callback(null, data);
  }
}

class DecryptTransform extends Transform {
  constructor(options) {
    super(options);
    this.key = options.key;
    this.iv = options.iv;
    this.decipher = crypto.createDecipheriv('aes-256-cbc', this.key, this.iv);
  }

  _transform(chunk, encoding, callback) {
    // 解密数据
    const data = this.decipher.update(chunk, 'hex', encoding);

    // 返回解密后的数据
    callback(null, data);
  }
}

const key = crypto.randomBytes(32);
const iv = crypto.randomBytes(16);

const encrypt = new EncryptTransform({ key, iv });
const decrypt = new DecryptTransform({ key, iv });

const testString = 'Hello, world!';
const encryptedData = [];

encrypt.on('data', chunk => {
  encryptedData.push(chunk);
});

encrypt.on('end', () => {
  // 合并加密后的数据
  const encryptedString = Buffer.concat(encryptedData).toString('hex');
  console.log('加密后的数据:', encryptedString);

  // 将数据传入解密流中
  const decryptedData = [];

  decrypt.on('data', chunk => {
    decryptedData.push(chunk);
  });

  decrypt.on('end', () => {
    // 合并解密后的数据
    const decryptedString = Buffer.concat(decryptedData).toString();
    console.log('解密后的数据:', decryptedString);
  });

  decrypt.write(encryptedString, 'hex');
  decrypt.end();
});

encrypt.write(testString);
encrypt.end();

在上面的例子中，我们定义了两个Transform流：EncryptTransform和DecryptTransform。在EncryptTransform中，我们使用crypto模块的createCipheriv方法创建了一个AES加密对象，然后在_transform方法中对输入的数据进行了加密。在DecryptTransform中，我们使用crypto模块的createDecipheriv方法创建了一个AES解密对象，然后在_transform方法中对输入的数据进行了解密。

我们还定义了一个随机生成的32位密钥key和16位向量iv，并且将它们传入EncryptTransform和DecryptTransform中。最后我们将一个字符串“Hello, world!”通过EncryptTransform加密，然后通过DecryptTransform解密，并且输出最终的解密结果。

例子2：压缩解压数据

Transform流还可以用于压缩和解压数据。下面是一个简单的压缩解压例子：

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

class CompressTransform extends Transform {
  constructor(options) {
    super(options);
    this.encoder = options.encoder || 'gzip';
    this.compress = zlib.createGzip();
  }

  _transform(chunk, encoding, callback) {
    // 压缩数据
    const data = this.compress.write(chunk);

    // 返回压缩后的数据
    callback(null, data);
  }

  _flush(callback) {
    // 完成压缩
    this.compress.end();

    // 调用回调函数
    callback();
  }
}

class DecompressTransform extends Transform {
  constructor(options) {
    super(options);
    this.decoder = options.decoder || 'gzip';
    this.decompress = zlib.createGunzip();
  }

  _transform(chunk, encoding, callback) {
    // 解压数据
    const data = this.decompress.write(chunk);

    // 返回解压后的数据
    callback(null, data);
  }

  _flush(callback) {
    // 完成解压
    this.decompress.end();

    // 调用回调函数
    callback();
  }
}

const testString = 'Hello, world!';
const compressedData = [];
const uncompressedData = [];

const compress = new CompressTransform();
const decompress = new DecompressTransform();

compress.on('data', chunk => {
  compressedData.push(chunk);
});

compress.on('end', () => {
  // 合并压缩后的数据
  const compressedString = Buffer.concat(compressedData);
  console.log(`压缩后的${compress.encoder}数据：`, compressedString.toString('hex'));

  // 将数据传入解压流中
  decompress.write(compressedString);
  decompress.end();
});

decompress.on('data', chunk => {
  uncompressedData.push(chunk);
});

decompress.on('end', () => {
  // 合并解压后的数据
  const uncompressedString = Buffer.concat(uncompressedData).toString();
  console.log(`解压后的${decompress.decoder}数据：`, uncompressedString);
});

compress.write(testString);
compress.end();

在上面的例子中，我们定义了两个Transform流：CompressTransform和DecompressTransform。在CompressTransform中，我们使用zlib模块的createGzip方法创建了一个gzip对象，并且在_transform方法中对输入的数据进行了压缩。在DecompressTransform中，我们使用zlib模块的createGunzip方法创建了一个gunzip对象，并且在_transform方法中对输入的数据进行了解压。

我们还定义了两个数组compressedData和uncompressedData，分别用于存储压缩后和解压后的数据块。最后我们将一个字符串“Hello, world!”通过CompressTransform压缩，然后通过DecompressTransform解压，并且输出最终的解压结果。

小结

在本文中，我们深入介绍了Transform流在Node.js中的基本用法和高级用法，并且通过加密解密和压缩解压两个具体例子讲解了Transform流在实际开发中的应用场景。通过学习和使用Transform流，开发者可以更好地应对各种数据处理和流转换的场景，提高代码的可读性和可复用性。