nodejs系列（4）Buffer(缓冲器)

落日映苍穹つ 2021-09-14 15:28 320阅读 0赞

JavaScript的数据类型有字符串、数字、布尔、数组、对象、Null、Undefined，但是却没有处理二进制的数据类型。然而在处理像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。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。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）Buffer 类在 Node.js 中是一个全局变量，因此调用时无需使用 require('buffer').Buffer。

# 什么是Buffer？ #

举个例子，以字符串为例，字符串与Buffer的应用关系如下：

数据A（字符串+该字符串的编码） => Buffer对象 => 网络传输或读写 => 解码Buffer => 数据A

（注）编码解码默认的都是UTF-8，所以在实际中无需特意修改编码和解码格式，除非有特殊需求。

按照上面的规则，我们创建一个Buffer对象如下：

var buf = Buffer.from('你好', 'utf-8');
    console.log(buf.toString('utf-8')); //你好

数据A就是'你好+utf-8'，buf就是Buffer对象，buf.toString('utf-8')就是按格式解码为字符串，最后打印出'你好'。由于默认编码和解码都是utf-8，上例中可以写成：

var buf = Buffer.from('你好');
    console.log(buf.toString()); //你好

如果我们换种编码会怎么样？比如说用hex，将每个字节编码为两个十六进制字符。

var buf = Buffer.from('e4bda0e5a5bd', 'hex');
    console.log(buf.toString('hex')); //e4bda0e5a5bd
    console.log(buf.toString()); //你好

hex编码的e4bda0e5a5bd字符串实际上就是utf-8编码的'你好'，更形象的说就是汉语'你好'等于英语的'Hello'一样，不同的编码可以理解成不同国家的语言，buf就是全世界都通用的世界语，世界语'你好'可以转为汉语'你好'或者英语的'Hello'，而这个世界语就是计算机可以理解的语言。

# 创建固定长度的Buffer #

通过Buffer.from('字符串')创建的Buffer空间长度等于字符串的长度，若需指定空间大小的Buffer，可以通过Buffer.alloc(长度)定义，如

var buf = Buffer.alloc(256);
    buf.write("你好", 0, 3);
    console.log(buf.toString()); //你
    buf.write("你好");
    console.log(buf.toString()); //你好

上例中创建了长度为256的Buffer，第一段写入中，写入位置为0-3，这个位置只够写入一个'你'字，因为一个汉字占3个Buffer长度空间。若没有设置具体的开始位置和结束位置时，将在0位置开始全部写入，故第二段中写入了'你好'。

# 合并Buffer #

在实际应用中，如需实现断点续载，我们就要将多个Buffer合并组成一个更大的Buffer，合并方法可以使用：Buffer.concat(list\[, totalLength\])。

var buffer1 = Buffer.from('欢迎大家来到');
    var buffer2 = Buffer.from('中国');
    var buffer3 = Buffer.concat([buffer1, buffer2], 12); //12为buffer3的空间长度
    console.log("合并内容：" + buffer3.toString()); // 合并内容：欢迎大家
    console.log("合并长度：" + buffer3.length); // 合并长度：12
    var buffer4 = Buffer.concat([buffer1, buffer2]);
    console.log("合并内容：" + buffer4.toString()); // 合并内容：欢迎大家来到中国
    console.log("合并长度：" + buffer4.length); // 合并长度：24

buffer3有设置了空间长度为12，buffer4为自动设定长度（buffer1+buffer2的长度总和），故buffer3仅显示是' 欢迎大家'，而buffer4则全部显示了'欢迎大家来到中国'。

# 比较Buffer #

比较两个Buffer是否相同，使用Buffer.compare(buf1, buf2)。

var buffer1 = Buffer.from('你好');
    var buffer2 = Buffer.from('e4bda0e5a5bd', 'hex');
    var result = buffer1.compare(buffer2);
    if(result == 0) {
    	console.log(buffer1 + " 与 " + buffer2 + " 相同");
    } else {
    	console.log(buffer1 + " 与 " + buffer2 + " 不同");
    }
    //打印 ：  你好 与 你好 相同

上面utf-8编码的'你好'与hex编码的'e4bda0e5a5bd'，对计算机来说实际上时同一个意思。

# 拷贝Buffer #

将一个Buffer的内容拷贝到另一个Buffer，使用buf.copy(target\[, targetStart\[, sourceStart\[, sourceEnd\]\]\])。

var buf1 = Buffer.from('12345');
    var buf2 = Buffer.from('6789');
    buf2.copy(buf1, 2);
    console.log(buf1.toString()); //12678
    //buf2.copy(buf1, 2, 1, 2);
    //console.log(buf1.toString()); //12745
    //buf2.copy(buf1, 0);
    //console.log(buf1.toString()); //67895

上例中，指将buf2的内容拷贝至buf1，targetStart表示插入buf1位置，sourceStart表示buf2的将要被复制的开始位置，sourceEnd表示buf2的将要被复制的结束位置。

# 裁剪Buffer #

裁剪Buffer是指将已有Buffer进行拆分，取出部分可用内容，裁剪Buffer使用buf.slice(\[start\[, end\]\])。

var buffer1 = Buffer.from('helloworld');
    var buffer2 = buffer1.slice(0, 2);
    console.log(buffer2.toString()); //he

有关Buffer的其它API，具体可以参考Node中文网的文档。