Node.js 的文件流（File Streams）是非常强大且高效的工具，特别适用于处理大文件、流式数据或需要高效文件操作的场景。fs 模块提供了流（Stream）接口，允许你以异步、非阻塞的方式处理文件的读取和写入。
在 Node.js 中，流分为 读流 和 写流，它们的核心是通过流动的方式将数据传输处理，而不是一次性加载整个文件。这能显著减少内存使用并提升性能。
流（Stream）基础
流是一种处理数据的方式，数据是逐步流动的（而不是一次性加载）。流分为四种类型：
- Readable Stream：用于读取数据。
- Writable Stream：用于写入数据。
- Duplex Stream：既可读又可写。
- Transform Stream：对数据进行转换。
文件流通常是 Readable 或 Writable 类型。
🧱 一、文件流的基本概念
在 Node.js 中，文件流主要通过 fs.createReadStream() 和 fs.createWriteStream() 来操作，它们是基于 stream.Readable 和 stream.Writable 的。
1. 读取文件流 - fs.createReadStream()
fs.createReadStream() 用于从文件中读取数据，并将数据以流的形式逐步传输到内存中。这样可以避免一次性加载整个文件，从而减少内存消耗。
语法：
fs.createReadStream(path[, options])
- path: 文件路径。
- options: 可选配置项，如编码方式、开始和结束位置等。
以下是 fs.createReadStream(path, options) 的第二个参数（options）的可选配置项总结表：
| 配置项 | 类型 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|---|
flags | string | 'r' | 文件打开模式，例如 'r' 代表只读 |
encoding | string 或 null | null | 指定读取数据的编码，如 'utf8'，不设则返回 Buffer |
fd | number | null | 已打开文件的描述符，避免重复打开 |
mode | number | 0o666 | 设置文件权限（仅在创建时有效） |
autoClose | boolean | true | 流结束时是否自动关闭文件 |
start | number | 0 | 从文件的哪个字节开始读取 |
end | number | null | 读取到哪个字节结束（包含该字节） |
highWaterMark | number | 64 * 1024 | 每次读取的最大字节数（缓冲区大小） |
emitClose | boolean | false | 是否在流关闭时触发 'close' 事件 |
示例：读取文件流
const fs = require('fs');
// 创建一个可读流
const readableStream = fs.createReadStream('example.txt', 'utf8');
// 监听 'data' 事件，逐块读取数据
readableStream.on('data', (chunk) => {
console.log('读取的数据块:', chunk);
});
// 监听 'end' 事件，表示数据读取完成
readableStream.on('end', () => {
console.log('文件读取完毕');
});
// 监听 'error' 事件，处理可能的错误
readableStream.on('error', (err) => {
console.error('读取文件时出错:', err);
});
'data'事件：每当读取到一个数据块时，data事件会触发。'end'事件：当文件全部读取完成后触发。'error'事件：发生错误时触发。
2. 写入文件流 - fs.createWriteStream()
fs.createWriteStream() 用于向文件中写入数据，并将数据以流的方式逐步写入。这种方式特别适合写入大文件或者需要高效写入的场景。
语法：
fs.createWriteStream(path[, options])
- path: 文件路径。
- options: 可选配置项，类似于
createReadStream()。
以下是 fs.createWriteStream(path, options) 的第二个参数（options）的可选配置项总结表：
| 配置项 | 类型 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|---|
flags | string | 'w' | 文件打开模式，如 'w' 表示写入，必要时创建文件 |
encoding | string | 'utf8' | 写入数据时使用的编码 |
fd | number | null | 已打开的文件描述符，传入时不会再自动打开文件 |
mode | number | 0o666 | 文件权限设置（创建文件时适用） |
autoClose | boolean | true | 写入完成或出错时是否自动关闭文件 |
emitClose | boolean | false | 是否在关闭时触发 'close' 事件 |
start | number | undefined | 从文件的哪个字节开始写入 |
highWaterMark | number | 16 * 1024 | 内部缓冲区大小，影响 write() 返回值（流控制） |
示例：写入文件流
const fs = require('fs');
// 创建一个可写流
const writableStream = fs.createWriteStream('output.txt');
// 向文件写入数据
writableStream.write('这是第一行内容\n');
writableStream.write('这是第二行内容\n');
// 结束写入，关闭流
writableStream.end('写入完成');
// 监听 'finish' 事件，表示写入完成
writableStream.on('finish', () => {
console.log('数据成功写入文件');
});
// 监听 'error' 事件，处理写入错误
writableStream.on('error', (err) => {
console.error('写入文件时出错:', err);
});
'finish'事件：当所有数据成功写入并且流关闭时触发。'error'事件：发生写入错误时触发。
3. ### fs.createReadStream 和 fs.createWriteStream 事件总结
| 事件名 | 触发条件 | 适用对象 | 说明 |
|---|---|---|---|
open | 文件成功打开 | createReadStream / createWriteStream | 当文件被打开时触发，返回文件描述符（fd） |
close | 流关闭后触发 | createReadStream / createWriteStream | 文件流关闭时触发，表示文件不再被使用 |
data | 数据被读取时触发 | createReadStream | 每次读取数据时触发，data 事件会传递读取到的数据 |
end | 数据读取完毕时触发 | createReadStream | 当没有更多数据可读取时触发 |
finish | 数据写入完成时触发 | createWriteStream | 当数据成功写入流并被刷新到文件时触发 |
drain | 内部缓冲区清空后触发 | createWriteStream | 当缓冲区的写入数据量少于 highWaterMark，且可继续写入时触发(也就是写入时超过了缓冲区， 等缓冲区清空时就会触发，如果缓冲区一直没有撑满，则不会触发) |
error | 遇到错误时触发 | createReadStream / createWriteStream | 读取或写入过程发生错误时触发 |
pipe | 流被传递时触发 | createReadStream | 当流的数据被“管道”传输到另一个流时触发 |
unpipe | 流的管道解除时触发 | createReadStream | 当流被解除管道时触发 |
🛠️ 二、流的管道机制：pipe() 方法
Node.js 提供了流的管道机制，利用 .pipe() 方法可以将一个流直接连接到另一个流。这种方式特别适合文件的复制、数据处理等任务。
示例：使用 .pipe() 复制文件
const fs = require('fs');
// 创建可读流
const readableStream = fs.createReadStream('source.txt');
// 创建可写流
const writableStream = fs.createWriteStream('destination.txt');
// 使用 pipe 直接将源文件的数据流传输到目标文件
readableStream.pipe(writableStream);
// 监听 'finish' 事件，表示复制完成
writableStream.on('finish', () => {
console.log('文件复制完成');
});
通过 .pipe()，你可以轻松地将数据从一个流传递到另一个流，且自动处理了数据的流动、内存管理等细节。
🧠 三、流的高效处理：缓冲区和背压
1. 背压（Backpressure） ：
背压是指流速过快时，目标流可能无法及时处理数据的情况。当一个可写流的缓冲区满时，源流会暂停数据的传输，直到目标流有足够空间。这是 Node.js 中流的一个非常重要的特性，有助于避免内存溢出和性能下降。
2. 缓冲区（Buffer） ：
Node.js 使用缓冲区来处理流中的数据块，缓冲区是一个临时存储区域，用于存储流中的数据块，直到它们被进一步处理。
