Типи потоків

Node.jsJunior~3 хв читання

1. Загальне визначення

Потік (Stream) - це абстракція, що дозволяє читати чи записувати дані поступово, по шматках (chunks), не завантажуючи все в пам'ять одразу.

Кожен потік - це об'єкт, який реалізує інтерфейс EventEmitter (він генерує події на кшталт 'data', 'end', 'error', 'finish').

2. Основні типи потоків у Node.js

Тип	Призначення	Приклад використання	Основні методи/події
Readable	Читання даних	Читання файлів, HTTP-запитів, stdin	`.on('data')`, `.pipe()`, `.read()`
Writable	Запис даних	Запис у файл, HTTP-відповідь, stdout	`.write()`, `.end()`, `.on('finish')`
Duplex	Двосторонній потік (читання + запис)	TCP-сокети, WebSocket	`.write()`, `.read()`, `.pipe()`
Transform	Duplex + перетворення даних "на льоту"	Стиснення (zlib), шифрування (crypto)	`.pipe()`, `.transform()`

Readable Stream (потік для читання)

Це джерело даних - потік, з якого читають.

Приклади:

читання файлу через fs.createReadStream(),
тіло HTTP-запиту (req у http.createServer()),
потік введення (process.stdin).

Приклад:

javascript

const fs = require('fs');

const readable = fs.createReadStream('file.txt', 'utf8');

readable.on('data', chunk => {
  console.log('Отримано шматок:', chunk.length);
});

readable.on('end', () => {
  console.log('Читання завершено');
});

Потік читає дані поступово й викликає подію 'data' для кожного чанка.

Writable Stream (потік для запису)

Це приймач даних - потік, у який записують.

Приклади:

запис у файл через fs.createWriteStream(),
надсилання відповіді (res) в HTTP-сервері,
виведення в консоль (process.stdout).

Приклад:

javascript

const fs = require('fs');

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

writable.write('Перший рядок\n');
writable.write('Другий рядок\n');
writable.end('Файл записано');

writable.on('finish', () => {
  console.log('Запис завершено');
});

Потік приймає дані частинами через .write(), і повідомляє про завершення через подію 'finish'.

Duplex Stream (двонаправлений потік)

Це потік, який може одночасно читати й записувати дані. Він поєднує можливості Readable і Writable.

Приклади:

мережеві з'єднання (net.Socket),
WebSocket-з'єднання,
потік TCP (один потік читає й пише).

Приклад:

javascript

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

const duplex = new Duplex({
  read(size) {
    this.push('дані з duplex\n');
    this.push(null);
  },
  write(chunk, encoding, callback) {
    console.log('Записано:', chunk.toString());
    callback();
  }
});

duplex.on('data', chunk => console.log('Читання:', chunk.toString()));
duplex.write('Hello Duplex!');

Duplex корисний для двостороннього обміну (наприклад, сокети, тунелі, протоколи).

Transform Stream (трансформаційний потік)

Це особливий вид Duplex-потоку, який перетворює дані "на льоту" під час проходження.

Приклади:

стиснення (zlib.createGzip()),
шифрування (crypto.createCipher()),
перетворення тексту (наприклад, у верхній регістр).

Приклад:

javascript

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

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

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

Усе, що ти введеш у консоль, виведеться у верхньому регістрі.

3. Взаємодія потоків

Зазвичай потоки з'єднують за допомогою .pipe():

javascript

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

fs.createReadStream('file.txt')
  .pipe(zlib.createGzip())        // Transform stream (стиснення)
  .pipe(fs.createWriteStream('file.txt.gz')); // Writable stream

Тут:

createReadStream → джерело даних (Readable)
createGzip → перетворення (Transform)
createWriteStream → приймач (Writable)

Потоки з'єднуються як конвеєр (pipeline), передаючи дані частинами без блокування пам'яті.

4. Події та методи потоків

Тип потоку	Ключові події	Основні методи
Readable	`'data'`, `'end'`, `'error'`	`.read()`, `.pipe()`, `.pause()`, `.resume()`
Writable	`'drain'`, `'finish'`, `'error'`	`.write()`, `.end()`
Duplex	поєднує обидва набори	`.read()`, `.write()`
Transform	`'data'`, `'finish'`, `'error'`	`.pipe()`, `.transform()`

5. Де використовуються ці типи потоків

Модуль	Використовує потоки
`fs`	читання/запис файлів (`createReadStream`, `createWriteStream`)
`http`	`req` і `res` - потоки (Readable/Writable)
`zlib`	стиснення / розпакування (Transform)
`crypto`	шифрування / хешування (Transform)
`net`	TCP-з'єднання (Duplex)
`process`	`stdin`, `stdout`, `stderr` - потоки

Підсумок

Тип	Призначення	Приклад
Readable	Джерело даних (читання)	`fs.createReadStream()`, `req`
Writable	Приймач даних (запис)	`fs.createWriteStream()`, `res`
Duplex	Читання + запис одночасно	`net.Socket`, WebSocket
Transform	Читання + запис + перетворення	`zlib.createGzip()`, `crypto.createCipher()`

Висновок:

У Node.js існує чотири типи потоків - Readable, Writable, Duplex і Transform.

Вони дозволяють:

читати, записувати й перетворювати дані поступово,

працювати з великими файлами й мережевими потоками ефективно,

і будувати ланцюжки обробки даних без завантаження всієї інформації в пам'ять.

Коротка відповідь

Для співбесіди

Premium

Коротка відповідь допоможе вам впевнено відповідати на цю тему під час співбесіди.