面试题：Node.js 自定义流在大文件处理中的深度优化与应用

Question

在 Node.js 处理大文件时，有时需要自定义流来满足特定需求。请设计一个自定义 Transform 流，用于在处理大文件时对特定格式的数据进行高效转换和处理。要求考虑性能优化、内存管理以及如何与其他内置流（如可读流、可写流）协同工作，详细描述设计思路并给出完整的代码实现。

Answer 1

设计思路

1. 性能优化：使用 Node.js 提供的流机制，以管道（pipeline）的方式连接可读流、自定义 Transform 流和可写流，这样可以避免一次性将整个大文件读入内存，而是逐块处理数据，提高性能。
2. 内存管理：通过设置 highWaterMark 参数控制内部缓冲区的大小，防止缓冲区溢出导致内存占用过高。
3. 协同工作：自定义 Transform 流继承自 stream.Transform，并重写 _transform 和 _flush 方法，使其能够与可读流和可写流无缝对接。_transform 方法用于处理数据块，_flush 方法用于处理流结束时的剩余数据。

代码实现

const { Transform, pipeline } = require('stream');
const fs = require('fs');

// 自定义 Transform 流
class CustomTransform extends Transform {
    constructor() {
        super({
            highWaterMark: 64 * 1024, // 设置缓冲区大小为 64KB
        });
    }

    _transform(chunk, encoding, callback) {
        // 这里假设处理的是文本格式数据，将所有字符转换为大写
        const transformedChunk = chunk.toString().toUpperCase();
        this.push(transformedChunk);
        callback();
    }

    _flush(callback) {
        // 处理流结束时的操作
        callback();
    }
}

// 可读流，读取大文件
const readableStream = fs.createReadStream('largeFile.txt');

// 可写流，将处理后的数据写入新文件
const writableStream = fs.createWriteStream('transformedLargeFile.txt');

// 使用管道连接可读流、自定义 Transform 流和可写流
pipeline(
    readableStream,
    new CustomTransform(),
    writableStream,
    (err) => {
        if (err) {
            console.error('管道错误:', err);
        } else {
            console.log('文件处理完成');
        }
    }
);

上述代码实现了一个简单的自定义 Transform 流，它将读取的文件内容转换为大写后写入新文件。实际应用中，_transform 方法中的转换逻辑可根据特定数据格式需求进行修改。