Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về một giao diện giao tiếp nhập/xuất tiêu chuẩn áp dụng chung cho các ứng dụng và các hệ điều hành có tên là Standard I/O; và giao diện lập trình do module stream của NodeJS cung cấp để thực hiện việc gửi/nhận thông tin khi giao tiếp qua chuẩn này. Sau đó chúng ta sẽ có thể sử dụng được phương thức spawn đã nói đến trong bài trước để chạy một chương trình tính tổng đơn giản được viết bằng ngôn ngữ Python.
Standard Input/Output
Standard Input/Output (stdio), hay còn được gọi là Standard Streams - dịch nôm na là các dòng (hoặc kênh) truyền tải dữ liệu nhập/xuất tiêu chuẩn - được áp dụng để tạo giao diện giao tiếp cơ sở chung cho các hệ điều hành và các ứng dụng.
Giao diện I/O tiêu chuẩn bao gồm có các stream là:
- Standard Input (stdin) - dòng (hoặc kênh) đầu vào - để nhận dữ liệu.
- Standard Output (stdout) - dòng (hoặc kênh) đầu ra - để gửi dữ liệu.
- Standard Error (stderr) - dòng (hoặc kênh) báo lỗi - để gửi các thông báo ngoại lệ.
Ứng dụng mà chúng ta viết trên nền NodeJS hiển nhiên cũng được áp dụng giao diện I/O tiêu chuẩn này; Và cụ thể là khi chúng ta nhìn vào module process hay child_process sẽ thấy có các thuộc tính stdin, stdout, và stderr. Khi chúng ta ghi nội dung nào đó vào các kênh stdout và stderr, hệ điều hành hoặc một process phần mềm nào đó khác đang nghe listen trên hai kênh này sẽ nhận được dữ liệu.
const process = require('process') process.stdout.write('streamed text')
cd Desktop
node main.js streamed text
Các object stdin, stdout, và stderr, đều được áp dụng giao diện lập trình của EventEmitter và chúng ta sẽ có thể gắn các listener xử lý dữ liệu nhập/xuất trên các kênh này; Đồng thời thì các object này đều được tạo ra từ module stream với các class cung cấp giao diện lập trình thực hiện chức năng tương ứng.
Stream & Buffer
NodeJS bảo là có cung cấp một vài kiểu stream như sau:
- stream.Writeable - có thể ghi được.
- stream.Readable - có thể đọc được.
- stream.Duplex - vừa là
Writeablevà vừa làReadable. - stream.Transform - là
Duplexnhưng có thêm khả năng chuyển hóa dữ liệu.
Ví dụ như cái stdout mà chúng ta sử dụng trong ví dụ ở trên chính là một Writable và phương thức write được sử dụng để ghi dữ liệu vào stdout.
Khi chúng ta truyền một object qua các stream, object này sẽ được tự động chuyển thành chuỗi string, và sau đó tiếp tục được chuyển đổi thành một mảng các ký tự đơn, và rồi tiếp tục được chuyển đổi về phương thức biểu thị bậc thấp hơn - là một mảng các giá trị số nguyên không âm 8-bit Uint8Array.
Trong trường hợp lượng dữ liệu truyền tải lớn thì sẽ được chia thành các mảng nhỏ chunk có kích thước mặc định là 16kbs. Và ở đầu bên kia của kênh truyền tải, khi nhận được dữ liệu thì thường cũng sẽ được áp dụng sẵn giao diện lập trình để tự động chuyển đổi các chunk thành các object Buffer mở rộng Uint8Array, và có các phương thức để chuyển đổi trở lại dạng chuỗi, hoặc object JSON tùy theo thiết lập stream.
Bây giờ chúng ta sẽ làm một ví dụ sử dụng các stream Standard I/O với phương thức spawn ở bài trước. Đầu tiên chúng ta có một ứng dụng nodejs-add sẽ nhận vào hai giá trị số học a và b và ghi kết quả ra stdout.
const process = require('process'); var [nodeCommand, thisFilePath, a, b] = process.argv;
var result = Number(a) + Number(b); process.stdout.write(String(result));
cd Desktop && cd nodejs-add
node main.js 1 9 10
Sau đó chúng ta lại có một ứng dụng khác sử dụng spawn để chạy nodejs-add để ủy thác tác vụ tính toán và thu về kết quả để in ra console.
const child_process = require('child_process');
const path = require('path'); var add = path.join(__dirname, '..', 'nodejs-add', 'main.js');
var subprocess = child_process.spawn('node', [add, '1', '9']); subprocess.stdout.on('data', (chunk) => { console.log('Result: ' + chunk.toString());
});
cd Desktop && cd nodejs-print
node main.js Result: 10
Như vậy là chúng ta đã có được đủ nhóm công cụ để có thể chạy một chương trình khác được viết trên bất kỳ ngôn ngữ nào khác. Bạn có thể thử chạy ứng dụng python-add dưới đây thay cho nodejs-add ở phía trên.
import sys def main(): _, a, b = sys.argv sum = float(a) + float(b) message = str(sum) sys.stdout.write(message)
# end def main()
Bạn sẽ cần tải về và cài đặt môi trường chạy tệp .py tại Python.org. Sau đó sửa lại code của chương trình nodejs-print một chút.
const child_process = require('child_process');
const path = require('path'); var add = path.join(__dirname, '..', 'python-add', 'main.py');
var subprocess = child_process.spawn('python', [add, '1', '9']); subprocess.stdout.on('data', (chunk) => { console.log('Result: ' + chunk.toString());
});
cd Desktop && cd nodejs-print
node main.js Result: 10.0
Kết thúc bài viết
Như vậy là chúng ta đã hoàn thành phần giới thiệu về giao diện nhập/xuất dữ liệu tiêu chuẩn sử dụng chung cho các ứng dụng và các hệ điều hành khác nhau. Ở thời điểm hiện tại thì chúng ta đã biết khá đủ các công cụ thiết yếu trên nền NodeJS để có thể xây dựng bất kỳ kiểu ứng dụng nào.
Trong bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ chuyển hướng tới chủ đề sử dụng công cụ hỗ trợ soát lỗi vận hành của code trong môi trường NodeJS, và giới thiệu một vài thư viện cung cấp công cụ viết code kiểm tra hoạt động của code phần mềm chính.