Node.js中的流
Node.js的流(Stream) API 非常強大，它是處理流數據的抽象接口。流可以看成是一種數據的集合，但它並不是一下子全部讀到內存裏面，而是一塊一塊地去產生、消耗，這種方式最顯而易見的好處是可以方便地處理大文件。數據流可以是可讀流、可寫流，實際上Node.js中的流分爲4種類型 : Readable、Writable、Duplex、Transform。
- Readable Stream：可讀流是對可消費的數據源進行的抽象，比如fs.createReadStream
- Writable Stream：可寫流是對流的目的地（destination）的抽象，destination運允許數據寫入，比如fs.createWriteStream
- Duplex Stream：雙工流是同時實現了 Readable 和 Writable 接口的流，既能寫又能讀。比如TCP socket
- Transform Stream：交換流本質上是一種Duplex流，可以將其看成輸入Writable流，輸出的是Readable流，也可以稱之爲“通過流”（through streams）。比如zlib streams。
Node中有許多內置對象實現了Stream接口：
對於TCP sockets、zlib 和 crypto 流而言，他們是Duplex Stream。
.pipe()方法
對於Readable流而言，有兩種消費數據流的方式：Paused Mode 和 Flowing Mode。簡單來說，Paused Mode就像是把水缸裏面的水一瓢瓢舀出來，可以根據需要使用read()方法去消費數據流；Flowing Mode就像是給水缸接了根管子，水可以從高處流到低處，我們可以監聽data事件得到一塊數據流。
所有的Readable流默認是Paused Mode，使用resume()、pause()方法可以與 Flowing Mode 相互切換，resume()方法就像是給水缸接好管子，水自動流動；pause()方法就像移除管子，我們得手動去舀水。這種切換方式很簡單，是有時候是自動發生的。
當Readable流使用pipe()方法時，就相當於給數據流接上了管子，數據流會自動從上游流到下游。在使用pipe()時，需要注意的是上游是Readable，下游是Writable，即：
readableSrc.pipe(writableDest)由於Duplex流 實現了Readable、和Writable，可以將Duplex或Transform 放在“中游”：
readableSrc
.pipe(transformStream1)
.pipe(transformStream2)
.pipe(finalWrtitableDest)我們知道，Node中的Server端HTTP response是Writable流，而通過fs.createReadStream讀取視頻數據得到的是Readable流。因此，Node的Server端可以直接使用pipe()方法將視頻流發到前端：
//前端
<video src="/video"></video>
//服務端
router.get('/video', function(req, res, next) {
let head = { 'Content-Type': 'video/mp4' };
//需要設置HTTP HEAD
res.writeHead(200, head);
//使用pipe
fs.createReadStream('./assets/sintel.mp4')
.pipe(res);
});前端結果：
可以注意到前端下載了一個html和video。
HTTP 206
HTTP/1.1 206狀態碼錶示的是：客戶端通過發送範圍請求頭Range獲取資源的部分數據。這種請求可以將服務端文件分割成多個部分傳給客戶端，可用於解決網絡問題以及大文件下載問題。對於一個很大的視頻，就可以採用這種請求將視頻流分成多個部分下載。
需要關注的HTTP Headers有：
- Range：用於請求頭中，指定第一個字節的位置和最後一個字節的位置，一般格式：Range:(unit=first byte pos)-[last byte pos] 。如 Range:bytes=0- 表示請求服務端第0及以後bytes的數據； Range:bytes=0-999 表示0到999 bytes的數據，注意這個區間的長度是1000bytes。
- Accept-Ranges：用於響應頭，表明服務器支持Range請求,以及服務器所支持的單位是字節(這也是唯一可用的單位)；Accept-Ranges: none 響應頭表示服務器不支持範圍請求。
- Content-Range：用於響應頭，指定整個實體中的一部分的插入位置，一般格式： Content-Range: bytes (unit first byte pos) - [last byte pos]/[entity legth]。如Content-Range:bytes 1000000-1999999/3332038 表示的是服務端資源總大小3332038 bytes，此次返回的是其中第1000000到1999999 bytes 的數據。
- Content-Length：用於響應頭，表明了響應實體的大小，它應該等於Content-Range中的 last byte pos - first byte pos + 1。
將視頻流分成多個部分發給前端，只要注意控制好流的數據區間即可，服務端代碼如下：
router.get('/video', function(req, res, next) {
let path = './assets/sintel.mp4';
let stat = fs.statSync(path);
let fileSize = stat.size;
let range = req.headers.range;
// fileSize 3332038
if (range) {
//有range頭才使用206狀態碼
let parts = range.replace(/bytes=/, "").split("-");
let start = parseInt(parts[0], 10);
let end = parts[1] ? parseInt(parts[1], 10) : start + 999999;
// end 在最後取值爲 fileSize - 1
end = end > fileSize - 1 ? fileSize - 1 : end;
let chunksize = (end - start) + 1;
let file = fs.createReadStream(path, { start, end });
let head = {
'Content-Range': `bytes ${start}-${end}/${fileSize}`,
'Accept-Ranges': 'bytes',
'Content-Length': chunksize,
'Content-Type': 'video/mp4',
};
res.writeHead(206, head);
file.pipe(res);
} else {
let head = {
'Content-Length': fileSize,
'Content-Type': 'video/mp4',
};
res.writeHead(200, head);
fs.createReadStream(path).pipe(res);
}
});前端結果：
這次的視頻就被分成了4個部分，每個video請求及結果如下：
| 順序 | Request | Response |
|---|---|---|
| 1 | Range:bytes=0- | Content-Range:bytes 0-999999/3332038 Content-Length:1000000 |
| 2 | Range:bytes=1000000- | Content-Range:bytes 1000000-1999999/3332038 Content-Length:1000000 |
| 3 | Range:bytes=2000000- | Content-Range:bytes 2000000-2999999/3332038 Content-Length:1000000 |
| 4 | Range:bytes=3000000- | Content-Range:bytes 3000000-3332037/3332038 Content-Length:332038 |
代碼地址：https://git.oschina.net/liuyaqi/node-video-stream_demo.git
參考鏈接：
菜鳥教程： Node.js Stream(流)
Node中文文檔 Stream
Node.js Streams: Everything you need to know
RFC 2616: HTTP狀態碼定義
http斷點續傳原理：http頭 Range、Content-Range