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如何使用Node.js的Buffers

前端开发需要多了解下Node.js相关的知识

为什么要有Buffers?

在纯JavaScript开发中,unicode编码的字符串也够好用的了,并不需要直接处理二进制数据(straight binary data)。在浏览器环境,大部分数据都是字符串的形式,这是足够的。然而,Node.js是服务器环境,必须要处理TCP流还有文件系统的读取和写入流,这就让JavaScript需要处理纯二进制数据了。

其实,要解决这个问题直接使用字符串也是可以的,这也是Node.js一开始的做法。然而,这样的做法有许多问题,也很慢。

所以,记住了,别使用二进制字符串(binary strings),用buffers代替它!

什么是Buffers?

在Node.js里,Buffers是专门设计来处理原始二进制数据的,是Buffer这个类的实例。

每个buffer在V8引擎外都有内存分配。Buffer操作起来和包含数字的数组一样,但是不像数组那样自由设置大小的。并且buffer拥有一系列操作二进制数据的方法。

另外,buffer里的“数字”代表的是byte并且限制大小是0到255(2^8-1)

在哪里可以看到buffers

一般情况,buffer经常可以在读取二进制数据流的时候看到,比如fs.createReadStream

用法:

创建buffer

有许多方法可以生成新的buffers:

var buffer = new Buffer(8);

这个buffer是未初始化的,且包含8个字节(bytes)。

var buffer = new Buffer([ 8, 6, 7, 5, 3, 0, 9]);

这个buffer用一个数组的内容来初始化。记住了,数组里的数字表示的是字节(bytes)

var buffer = new Buffer("I'm a string!", "utf-8")

通过第二个参数来指定编码(默认是utf-8)的字符串来初始化buffer。utf-8是在Node.js里最常用的编码,但是buffer还支持其他编码:

  • “ascii”:这个编码方式很快,但是只限制ascii字符集。而且这个编码会将null转换成空格,而不像utf-8编码。
  • “ucs2”:一种双字节,小端存储的编码。可以编码一个unicode的子集。
  • “base64”:Base64字符串编码。
  • “binary”:这个“二进制字符串”前面提到过,这个编码即将被弃用,避免使用这个。

写入buffer

创建一个buffer:

> var buffer = new Buffer(16);

开始写入字符串:

> buffer.write("Hello", "utf-8")
5

buffer.write的第一个参数是写入buffer的字符串,而第二个参数是这个字符串的编码方式。如果字符串的编码是utf-8,那么这个参数是多余的。

buffer.write返回5,这代表我们写入了5个字节到这个buffer。事实上,“Hello“这个字符串也刚好是5个字符。这是因为刚好每个字符都是8位(bits)。这对补全字符串很重要:

> buffer.write(" world!", 5, "utf-8")
7

buffer.write有3个参数的时候,第二个参数代表是偏移量,或者说是buffer开始写入的位置。

读取buffer

toString:

这个方法可能是读取buffer最通用的方法了,因为很多buffer都包含文本:

> buffer.toString('utf-8')
'Hello world!\u0000�k\t'

再一次,第一个参数代表编码方式。这里可以看到并没有用完整个buffer。幸运的是,我们知道写入了多少字节到这个buffer,我们可以简单地增加参数去割开这个字符串:

> buffer.toString("utf-8", 0, 12)
'Hello world!'

独立字节:

你可以看到用类似数组的语法来设置独立位(individual bits)

> buffer[12] = buffer[11];
33
> buffer[13] = "1".charCodeAt();
49
> buffer[14] = buffer[13];
49
> buffer[15] = 33
33
> buffer.toString("utf-8")
'Hello world!!11!'

在这个例子里,手动地设置剩余的字节,这样就代表了“utf-8”编码的“!”和“1“字符了。

更多有趣用法

Buffer.isBuffer(object)

这个方法是检测一个对象是否是buffer,类似于Array.isArray

Buffer.byteLength(string, encoding)

通过这个方法,你可以获取字符串(默认utf-8编码)的字节数。这个长度和字符串的长度(string length)不一样,因为很多字符需要更多的字节,例如:

> var snowman = "☃";
> snowman.length
1
> Buffer.byteLength(snowman)
3

这个unicode的雪人只有两个字符,却占了3个字节。

buffer.length

这个是buffer的长度,也代表分配了多少内存。这个不等于buffer内容的大小,因为buffer有可能是没满的,比如:

> var buffer = new Buffer(16)
> buffer.write(snowman)
3
> buffer.length
16

在这个例子里,我们只写入了3个字符,但是长度依然是16,因为这是已经初始化了的。

buffer.copy(target, targetStart=0, sourceStart=0, sourceEnd=buffer.length)

buffer.copy允许拷贝一个buffer的内容到另一个buffer。

第一个参数表示目标buffer,就是要写入内容的buffer。

另外一个参数是指定需要拷贝到目标buffer的开始位置。看个例子:

> var frosty = new Buffer(24)
> var snowman = new Buffer("☃", "utf-8")
> frosty.write("Happy birthday! ", "utf-8")
16
> snowman.copy(frosty, 16)
3
> frosty.toString("utf-8", 0, 19)
'Happy birthday! ☃'

在这个例子,拷贝了含有3个字节长度的“snowman”buffer到“forsty”buffer。

其中forsty一开始写入了前16个字节,而snowman有3个字节长,因此结果就是19个字节长。

buffer.slice(start, end=buffer.length)

这个方法的API可以说和Array.prototype.slice是一样的。

不过其中一个特别重要的区别是:这个slice方法不是简单地返回一个新的buffer,也不仅仅是内存中子集的引用。这个slice会改变原来的buffer!举例:

> var puddle = frosty.slice(16, 19)
> puddle.toString()
'☃'
> puddle.write("___")
3
> frosty.toString("utf-8", 0, 19)
'Happy birthday! ___'

完。

原文链接:https://docs.nodejitsu.com/articles/advanced/buffers/how-to-use-buffers/

最后一次编辑于  2020-03-11  
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评论

1 个评论

  • 韦不吕🙈🙉🙊
    韦不吕🙈🙉🙊
    2020-09-23

    请教在小程序端您确定可以使用Buffer么?

    2020-09-23
    赞同
    回复 1
    • LeeJim🌀
      LeeJim🌀
      2020-09-24
      说了是在Node.js,没说在小程序上使用
      2020-09-24
      回复
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