Node.js实战(十一)之Buffer

JavaScript 语言自身只有字符串数据类型，没有二进制数据类型。

但在处理像TCP流或文件流时，必须使用到二进制数据。因此在 Node.js中，定义了一个 Buffer 类，该类用来创建一个专门存放二进制数据的缓存区。

在 Node.js 中，Buffer 类是随 Node 内核一起发布的核心库。Buffer 库为 Node.js 带来了一种存储原始数据的方法，可以让 Node.js 处理二进制数据，每当需要在 Node.js 中处理I/O操作中移动的数据时，就有可能使用 Buffer 库。原始数据存储在 Buffer 类的实例中。一个 Buffer 类似于一个整数数组，但它对应于 V8 堆内存之外的一块原始内存。

注意:在v6.0之前创建Buffer对象直接使用new Buffer()构造函数来创建对象实例，但是Buffer对内存的权限操作相比很大，可以直接捕获一些敏感信息，所以在v6.0以后，官方文档里面建议使用 Buffer.from() 接口去创建Buffer对象。

1.Buffer 与字符编码

Buffer 实例一般用于表示编码字符的序列，比如 UTF-8 、 UCS2 、 Base64 、或十六进制编码的数据。 通过使用显式的字符编码，就可以在 Buffer 实例与普通的 JavaScript 字符串之间进行相互转换。

示例代码(buffer.js):

const buf = Buffer.from('yctech', 'ascii');

// 输出 72756e6f6f62
console.log(buf.toString('hex'));

// 输出 cnVub29i
console.log(buf.toString('base64'));

运行输出结果为:

Node.js 目前支持的字符编码包括：

• ascii - 仅支持 7 位 ASCII 数据。如果设置去掉高位的话，这种编码是非常快的。

• utf8 - 多字节编码的 Unicode 字符。许多网页和其他文档格式都使用 UTF-8 。

• utf16le - 2 或 4 个字节，小字节序编码的 Unicode 字符。支持代理对（U+10000 至 U+10FFFF）。

• ucs2 - utf16le 的别名。

• base64 - Base64 编码。

• latin1 - 一种把 Buffer 编码成一字节编码的字符串的方式。

• binary - latin1 的别名。

• hex - 将每个字节编码为两个十六进制字符。

2.创建 Buffer 类

Buffer 提供了以下 API 来创建 Buffer 类：

• Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])： 返回一个指定大小的 Buffer 实例，如果没有设置 fill，则默认填满 0
• Buffer.allocUnsafe(size)： 返回一个指定大小的 Buffer 实例，但是它不会被初始化，所以它可能包含敏感的数据
• Buffer.allocUnsafeSlow(size)
• Buffer.from(array)： 返回一个被 array 的值初始化的新的 Buffer 实例（传入的 array 的元素只能是数字，不然就会自动被 0 覆盖）
• Buffer.from(arrayBuffer[, byteOffset[, length]])： 返回一个新建的与给定的 ArrayBuffer 共享同一内存的 Buffer。
• Buffer.from(buffer)： 复制传入的 Buffer 实例的数据，并返回一个新的 Buffer 实例
• Buffer.from(string[, encoding])： 返回一个被 string 的值初始化的新的 Buffer 实例

test.js

//创建一个长度为10，且用0填充的Buffer
const buf1 = Buffer.alloc(10);

//创建一个长度为10，且用0x1填充的Buffer
const buf2 = Buffer.alloc(10,1);

//创建一个长度为10，且未初始化的Buffer
//这个方法比调用Buffer.alloc()更快
//但返回的Buffer实例可能包含旧数据
//因此需要使用fill()或者write()重写
const buf3 = Buffer.allocUnsafe(10);

//创建一个包含[0x1,0x2,0x3]的Buffer
const buf4 = Buffer.from([1,2,3]);

//创建一个包含UTF-8字节[0x74,0xc3,0x73,0x74]的Buffer
const buf5 = Buffer.from('test');

//创建一个包含Latin-1字节[0x74,0xe9,0x73,0x74]的Buffer
const buf6 = Buffer.from('test','latin1')

console.log(buf1);

console.log(buf2);

console.log(buf3);

console.log(buf4);

console.log(buf5);

console.log(buf6);

运行结果为：

3.写入缓冲区

语法如下:

buf.write(string[, offset[, length]][, encoding])

参数

参数描述如下：

• string - 写入缓冲区的字符串。

• offset - 缓冲区开始写入的索引值，默认为 0 。

• length - 写入的字节数，默认为 buffer.length

• encoding - 使用的编码。默认为 'utf8' 。

根据 encoding 的字符编码写入 string 到 buf 中的 offset 位置。 length 参数是写入的字节数。 如果 buf 没有足够的空间保存整个字符串，则只会写入 string 的一部分。 只部分解码的字符不会被写入。

返回值

返回实际写入的大小。如果 buffer 空间不足， 则只会写入部分字符串。

示例代码(test.js):

buf = Buffer.alloc(256);

len = buf.write("www.youcongtech.com");

console.log("写入字节数:"+len);                              

运行后输出结果为:

4.缓冲区读取数据

语法如下:

buf.toString([encoding[, start[, end]]])

参数

参数描述如下：

• encoding - 使用的编码。默认为 'utf8' 。

• start - 指定开始读取的索引位置，默认为 0。

• end - 结束位置，默认为缓冲区的末尾。

返回值

解码缓冲区数据并使用指定的编码返回字符串。

示例(test.js):

buf = Buffer.alloc(26);

for (var i = 0;i < 26; i++){
  buf[i] = i+97;
}

console.log(buf.toString('ascii'));

console.log(buf.toString('ascii',0,5));

console.log(buf.toString('utf8',0,5));

console.log(buf.toString(undefined,0,5));

运行并输出结果: