buffer是什么？深入了解Nodejs中的buffer模塊

buffer是什么？下面本篇文章帶大家深入了解一下Nodejs中的buffer模塊，介紹一下創建、復制、拼接、截取、填充Buffer，以及Buffer與String相互轉換的方法，希望對大家有所幫助！

1.buffer是什么？

我們知道，JS在對字符串、數組、數字、布爾值等都有對應的方法API進行操作處理，而在Node中，還需要文件操作、網絡通信、操作數據庫、數據傳輸等能力；文件在存儲層面都是以二進制形式表示，在http的請求和響應中數據的傳輸也是以二進制數據進行傳輸，所以僅僅目前的JS能力還是不夠的，也就在Node中提供了buffer模塊。

即：使得NodeJS擁有像操作字符串一樣來操作處理二進制數據的能力。buffer也被稱為臨時性暫存區，即臨時存放輸入和輸出二進制數據的一段內存。

在之前的一篇文章聊聊Nodejs中的核心模塊：stream流模塊（看看如何使用）中，我們了解到在對大文件進行讀取操作時候，一般不會一次性全部讀取到內存中，而是以流的形式讀取一段數據塊，而連續的數據塊便形成了數據流的概念。而在對數據塊讀取和寫入過程中，數據首先會存儲在buffer(臨時性暫存區)的內存中，以待被處理。

1.1 了解buffer內存分配

buffer對象的內存分配并不是在V8的堆內存中，而是在Node的C++層面實現內存的申請；為了高效的使用申請來得內存，Node中采用slab分配機制（一種動態內存管理機制）。

1. 2 buffer的全局性

Node在進程啟動時buffer就已經加裝進入內存，并將其放入全局對象，使用時候可以無需require引入，但是官方但仍然建議通過 import 或 require 語句顯式地引用它。

2. 創建Buffer

buffer實例除了可以在文件讀取，http請求得到之外，還可以通過手動方式構造創建。

2.1 Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])

參數：

• size: buffer長度
• fill: 預填充值，默認值：0
• encoding: 如果fill是字符串，則就是字符串的編碼，默認：utf-8

import { Buffer } from 'buffer';  const buf = Buffer.alloc(8);  console.log(buf); // <Buffer 00 00 00 00 00 00 00 00>

2.2 Buffer.allocUnsafe(size)

參數：

• size: 新的buffer所需要長度
• 以這種方式創建的 Buffer 實例的底層內存不會被初始化。 新創建的 Buffer 的內容是未知的，可能包含敏感的數據。

import { Buffer } from 'buffer';  const buf = Buffer.allocUnsafe(8);  console.log(buf); // <Buffer e8 bf 99 e6 98 af e4 b8 80 e6>

2.3 Buffer.from(string[, encoding])

創建包含傳入string的新buffer

參數：

• string: 字符串
• encoding: 編碼,默認值：utf-8

import { Buffer } from 'buffer';  const buf = Buffer.from('hello buffer');  console.log(buf); // <Buffer 68 65 6c 6c 6f 20 62 75 66 66 65 72>

2.4 Buffer.from(array)

使用 0 – 255 范圍內的字節 array 分配新的 Buffer。

import { Buffer } from 'buffer';  const array = [0x62, 0x78, 0x84]; const buf = Buffer.from(array);  console.log(buf); // <Buffer 62 78 84>

3. 復制Buffer

3.1 Buffer.from(buffer)

參數：

• buffer,要復制的buffer實例

import { Buffer } from 'buffer'; // 新建 const buf1 = Buffer.alloc(10, 2); // 復制 const buf2 = Buffer.from(buf1);  console.log(buf1); // <Buffer 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02> console.log(buf2); // <Buffer 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02>

3.2 buf.copy(target[, targetStart[, sourceStart[, sourceEnd]]])

將buf實例復制到target目標

import { Buffer } from 'buffer';  const buf1 = Buffer.alloc(10, 2); const buf2 = Buffer.allocUnsafe(10) // 將buf1復制到buf2 buf1.copy(buf2);  console.log(buf1); // <Buffer 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02> console.log(buf2); // <Buffer 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02>

4. 拼接Buffer

4.1 Buffer.concat(list[, totalLength])

返回list中所有buffer實例連接在一起的新buffer

參數：

• list:<Buffer[]> | <Unit8Array[]>
• totalLength: 連接總長度。

注意：

• 如果列表沒有條目，或者 totalLength 為 0，則返回新的零長度 Buffer。
• 如果未提供 totalLength，則從 list 中的 Buffer 實例通過相加其長度來計算。

import { Buffer } from 'buffer';  const buf1 = Buffer.alloc(4, 2); const buf2 = Buffer.alloc(4, 3);  const buf3 = Buffer.concat([buf1, buf2]);  console.log(buf1); // <Buffer 02 02 02 02> console.log(buf2); // <Buffer 03 03 03 03> console.log(buf3); // <Buffer 02 02 02 02 03 03 03 03>

5. 截取Buffer

5.1 buf.slice([start[, end]])

從buf實例中返回新的Buffer實例，返回的新Buffer實例只是源buf實例的引用，即對新返回的實例修改會影響原有的Buffer實例

參數：

• start: 起始位置，默認0
• end: 結束位置，默認buf.length

import { Buffer } from 'buffer';  const buf1 = Buffer.alloc(10, 2); // 截取 const buf2 = buf1.slice(1,4); // 截取部分修改 buf2[0] = 0x63;  console.log(buf1); // <Buffer 02 63 02 02 02 02 02 02 02 02> console.log(buf2); // <Buffer 63 02 02>

6. 填充Buffer

6.1 buf.fill(value[, offset[, end]][, encoding])

參數：

• value,填充值
• offset: 在開始填充 buf 之前要跳過的字節數,默認值0
• end: 結束填充buf(不包括在內)的位置，默認值buf.length
• encoding,如果value值為字符串，則為字符串編碼，默認utf-8

import { Buffer } from 'buffer';  const buf1 = Buffer.allocUnsafe(8).fill(2);  console.log(buf1); // <Buffer 02 02 02 02 02 02 02 02>

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

根據 encoding 中的字符編碼將 string 寫入 buf 的 offset 處。

注意：length 參數是要寫入的字節數。 如果 buf 沒有足夠的空間來容納整個字符串，則只會寫入 string 的一部分

參數：

• string: 寫入的字符串值
• offset: 開始寫入 string 之前要跳過的字節數,默認值為0
• length: 寫入的最大字節數，默認值buf.length – offset
• encoding: 編碼，默認utf-8

import { Buffer } from 'buffer'; // buf1 length為12 const buf1 = Buffer.alloc(12, 3); // write offset大于buf1.length,寫入無效 buf1.write('hello', 12);  console.log(buf1); // <Buffer 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03> // 部分寫入 buf1.write('hello', 10); // <Buffer 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03 68 65>

7. Buffer工具方法

7.1 Buffer.isBuffer(obj)

檢驗傳入obj是否為buffer

import { Buffer } from 'buffer';  const buf1 = Buffer.alloc(12, 3);  console.log(Buffer.isBuffer(buf1)); // true

7.2 Buffer.isEncoding(encoding)

檢查傳入的編碼名稱是否被Buffer所支持

import { Buffer } from 'buffer';  console.log(Buffer.isEncoding('utf-8')) // true

8. Buffer與String的轉換

Buffer轉String

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

參數：

• encoding:使用的字符串編碼，默認utf-8
• start,開始位置，默認0
• end,結束位置，默認buf.length

import { Buffer } from 'buffer';  const buf1 = Buffer.allocUnsafe(26)  for (let i = 0; i < 26; i++) {   // 97 是 'a' 的十進制 ASCII 值。   buf1[i] = i + 97; }  console.log(buf1.toString()) // abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

String轉Buffer

8.2 Buffer.from(string[, encoding])

參數：

• string: 字符串
• encoding: 編碼,默認值：utf-8

import { Buffer } from 'buffer';  const buf = Buffer.from('hello buffer');  console.log(buf); // <Buffer 68 65 6c 6c 6f 20 62 75 66 66 65 72>

9. Buffer與Array的對比

9.1 與Array類似點

• 可以使用下標獲取指定位置的值
• 可以使用length屬性獲取Buffer大小
• 可以使用for…of遍歷

9.2 與Array不同之處

• 存儲的是16進制的兩位數
• 值為0-255
• 支持多種編碼格式
• 內存不在v8堆中分配
• 底層有c++實現，上層由js控制