Node.js のストリームとは何で、いつ使うべきですか？

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**ストリーム** は、データをすべて一度にメモリへ読み込むのではなく、**チャンク単位で逐次的に** 処理します。これにより、すべてをバッファリングするとメモリを使い果たしてしまうような大きなデータ（巨大なファイルやネットワーク転送）を扱ううえで不可欠になります。

## ストリームが解決する問題

```js
// ❌ loads the ENTIRE file into memory — crashes on a 10GB file
const data = await fs.promises.readFile("huge.csv");
process(data);

// ✅ stream it — constant memory, processes chunk by chunk
fs.createReadStream("huge.csv")
  .pipe(transform)
  .pipe(fs.createWriteStream("out.csv"));
```

ストリームを使えば、ファイルサイズに関係なくメモリ使用量は一定に保たれます。一度に 1 つのチャンクを扱うからです。

## ストリームの 4 つの種類

```text
Readable  → source you read FROM (fs.createReadStream, http request)
Writable  → destination you write TO (fs.createWriteStream, http response)
Duplex    → both readable & writable (TCP socket)
Transform → modify data as it passes through (zlib gzip, encryption)
```

## pipe — ストリームを接続する

```js
import { createReadStream, createWriteStream } from "fs";
import { createGzip } from "zlib";

// read → compress → write, all streaming, low memory
createReadStream("file.txt")
  .pipe(createGzip())            // Transform: compress on the fly
  .pipe(createWriteStream("file.txt.gz"));
```

`pipe` は readable を writable へ（間に transform を挟んで）接続し、フローを自動的に管理します。ストリームを組み合わせる慣用的な方法です。

## pipeline — 適切なエラー処理を伴う pipe

```js
import { pipeline } from "stream/promises";

await pipeline(
  createReadStream("in.txt"),
  createGzip(),
  createWriteStream("out.gz")
); // ✅ cleans up all streams on error/completion (pipe alone leaks on errors)
```

`pipeline` は連鎖した `.pipe()` よりも好まれます。エラーを伝播し、すべてのストリームを適切にクリーンアップするからです。

## ストリームが現れる場所

```text
✓ HTTP request/response bodies (req and res ARE streams)
✓ File reading/writing, file uploads/downloads
✓ Compression (zlib), encryption (crypto)
✓ Database cursors, large query results
✓ Real-time data processing, video streaming
```

## わざわざ使うべきでない場合

```text
Small data that fits comfortably in memory → readFile/simple buffering is simpler.
Streams add complexity; use them for LARGE or continuous data.
```

## なぜ重要なのか

ストリームは、大きなデータや連続的なデータを **メモリ効率よく** 扱うための Node を特徴づける機能です。大きなアップロードでクラッシュするアプリと、どんなサイズでも一定のメモリで処理できるアプリの違いを生みます。

4 つの種類、`pipe`/`pipeline` による合成（そしてなぜ `pipeline` がより安全なのか）、そして HTTP のリクエスト/レスポンス自体がストリームであることを理解することは、スケーラブルなファイル処理、データ処理、プロキシサービスを Node で構築するうえで不可欠です。

ストリームが解決する問題

ストリームの 4 つの種類

pipe — ストリームを接続する

pipeline — 適切なエラー処理を伴う pipe

ストリームが現れる場所

わざわざ使うべきでない場合

なぜ重要なのか

関連する質問