node 核心模塊學(xué)習(xí)之 Buffer

soasme 發(fā)布于2019-08-23 12:07 / 3493人閱讀

摘要：核心模塊學(xué)習(xí)之何為在引入之前，沒有能讀取和操作二進(jìn)制數(shù)據(jù)流的機(jī)制，作為引入，以便能和網(wǎng)絡(luò)流文件流等進(jìn)行交互。返回值寫入的實(shí)際大小，沒有足夠的空間保存，只會(huì)寫入一部分。返回值實(shí)際存入的字節(jié)數(shù)。參考文章一進(jìn)階核心模塊常用使用總結(jié)

node 核心模塊學(xué)習(xí)之Buffer 何為 Buffer

在ES6引入 TypeArray 之前，JS沒有能讀取和操作二進(jìn)制數(shù)據(jù)流的機(jī)制，Buffer 作為 Node API 引入，以便能和 TCP 網(wǎng)絡(luò)流、文件流等進(jìn)行交互。目前 ES6 中有 TypeArray 了，Buffer 類以更加優(yōu)化和適用的于 Node 操作的方式實(shí)現(xiàn)了 Unit8Array API。
總之，Buffer 就是用來操作二進(jìn)制數(shù)據(jù)的，位于全局變量中，無需引入即可使用。
Buffer 實(shí)例類似于整型數(shù)組，緩沖區(qū)大小在創(chuàng)建是確定，不能調(diào)整，內(nèi)存有C++申請(qǐng)，JS 分配。

Instances of the Buffer class are similar to arrays of integers but correspond to fixed-sized, raw memory allocations outside the V8 heap. The size of the Buffer is established when it is created and cannot be changed....mechanism for reading or manipulating streams of binary data. The Buffer class was introduced as part of the Node.js API to make it possible to interact with octet streams in the context of things like TCP streams and file system operations。

Buffer 緩存區(qū)，計(jì)算機(jī)讀取速度和處理不匹配，讀取速度高于處理速度時(shí)，會(huì)開辟一段內(nèi)存區(qū)域存放待處理的數(shù)據(jù)，這個(gè)段內(nèi)存就叫緩沖區(qū)。

實(shí)例化 Buffer

在v6.0之前創(chuàng)建Buffer對(duì)象直接使用new Buffer()構(gòu)造函數(shù)來創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例，但是Buffer對(duì)內(nèi)存的權(quán)限操作相比很大，可以直接捕獲一些敏感信息，存在安全隱患，之后的版本，用下面幾個(gè)函數(shù)實(shí)例畫一個(gè)Buffer：

Buffer.from()

Buffer.alloc()

Buffer.allocUnsafe()

函數(shù)	參數(shù)	返回值
from	arry	包含array的字節(jié)副本的Buffer,數(shù)組中的每一項(xiàng)表示一個(gè)8位字節(jié)的數(shù)字，故值在0--255以內(nèi)，否則取余
from	buffer	從buffer復(fù)制一個(gè)新的buffer
from	arrayBuffer[,byteOffet,[,length]]	與arrayBuffer共享內(nèi)存的Buffer
from	string[,encoding]	string初始化的Buffer
alloc	size[,fill[encoding]]	指定大小的Buffer實(shí)例額，省略 fill,默認(rèn)用0填充
allocUnsafe	size	指定大小的buffer,不被初始化，可能包含敏感信息

給allocUnsafe分配的內(nèi)存不被初始化，即歸零，內(nèi)存速度快，但是可能包含舊數(shù)據(jù)，不覆蓋這些數(shù)據(jù)，就可能造成內(nèi)存泄漏。

編碼

支持以下編碼：

utf

ascii

base64

binary

utf16le

hex

讀寫緩沖區(qū)

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

string - 寫入緩沖區(qū)的字符串；

offset - 開始寫入的位置，默認(rèn) 0；

length - 寫入字節(jié)，默認(rèn) buf.length

encoding - 編碼，默認(rèn) utf8。

返回值:int：寫入的實(shí)際大小，沒有足夠的空間保存，只會(huì)寫入一部分。
buffer.toString([endcoding[,start=0[,end=buffer.length]]]) 解碼指定緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，并按 endcoding 編碼格式返回字符串。

let buf = Buffer.alloc(10);//分配 10 個(gè)字節(jié)的空間
console.log(buf)// 沒 fill ,用 0 填充

let len = buf.write("this is a buffer");// 16個(gè)字節(jié)
console.log(buf)//
console.log(len)//10 

// 上面的代碼和下面的一樣
let buffer = Buffer.from("this is a buffer".substring(0, 10))
console.log(buffer)//
console.log(buffer.length)//10

let buf2 = Buffer.alloc(8,10);// 分配 8 個(gè)字節(jié)的內(nèi)存，用 10 填充
console.log(buf2)//
let size = buf2.write("this a buffer", 2, 2);//從索引 2 開始寫，寫入2字節(jié)的數(shù)據(jù)
console.log(buf2)//
console.log(size)//2
console.log(buf.toString("utf16le",2,8));//獩槧?
console.log(buf.toString("base64",2,8));//aXMgaXMg
console.log(buf.toString("ascii",2,8));//is is
console.log(buf.toString("utf8",2,8));//is is
console.log(buf.toString("hex",2,8));//697320697320

填充 buffer.fill(value[,offset=0[,end=buffer.length]][,endcoding])

value 可以是 Buffer 、String 、Int。

const buf1 = Buffer.alloc(10).fill("abcd")//空間足夠，循環(huán)填充
console.log(buf1.toString())//abcdabcdab  循環(huán)填充，知道空間滿
const buf2 = Buffer.alloc(3).fill("abcdef");//空間不夠，截?cái)?console.log(buf2.toString());//abc
const buf3 = Buffer.alloc(10).fill("abc", 3);//從索引 3 開始填充
console.log(buf3);//
console.log(buf3.toString());//abcabcabca
const buf4 = Buffer.alloc(10).fill("abc", 3, 7);//從索引 3 開始填充,到索引 7 結(jié)束
console.log(buf4);//
console.log(buf4.toString());// abca

let buffer = Buffer.alloc(10).fill("abcd")
console.log(buffer.toString())
buffer=Buffer.alloc(10).fill(34) // 改變?cè)瓉淼?buffer
console.log(buffer.toString())

buffer 比較 buffer.equals(buffer)

比較兩個(gè) buffer 的數(shù)據(jù)是否相同。

// 例子一：編碼一樣，內(nèi)容相同
var buf1 = Buffer.from("A");
var buf2 = Buffer.from("A");

console.log( buf1.equals(buf2) );  // true

// 例子二：編碼一樣，內(nèi)容不同
var buf3 = Buffer.from("A");
var buf4 = Buffer.from("B");

console.log( buf3.equals(buf4) );  // false

// 例子三：編碼不一樣，內(nèi)容相同
var buf5 = Buffer.from("ABC");  // 
var buf6 = Buffer.from("414243", "hex");//
var buf7 = Buffer.from("414243", "utf16le");//
console.log(buf5.equals(buf6));//true
console.log(buf7.equals(buf6));//false

buf.compare(target[, targetStart[, targetEnd[, sourceStart[, sourceEnd]]]])

compare 可規(guī)定比較的范圍，返回一個(gè)數(shù)字。

const buf1 = Buffer.from("ABC");
const buf2 = Buffer.from("BCD");
const buf3 = Buffer.from("ABCD");

console.log(buf1.compare(buf1));//0

console.log(buf1.compare(buf2));//-1

console.log(buf1.compare(buf3));//-1

console.log(buf2.compare(buf1));//1

console.log(buf2.compare(buf3));//1

//  ABC BCD ABCD 
console.log([buf1, buf2,buf3 ].sort(Buffer.compare));//[ , ,  ]  ABC ABCD BCD

arr.sort(Buffer.compare) -- buffer 數(shù)組排序，按位比較，第一位能比出結(jié)果的，就確定了。

const buf1 = Buffer.from("81234");
const buf2 = Buffer.from("80234");
const arr = [buf1, buf2];
console.log(arr);//[ ,  ]
console.log(arr.sort(Buffer.compare));//[ ,  ] 第一位，38=38，不能得出順序，第二位，30 < 31,buf2 排在前面來。

檢查 buffer

Buffer.isBuffer(object)

計(jì)算需要分配的內(nèi)存

Buffer.byteLength(string, encoding=‘utf8’)

buffer 大小 buffer.length

console.log(Buffer.byteLength("??"))// 6 需要 6 個(gè)字節(jié)存儲(chǔ) 兩個(gè)?? 
let buffer = Buffer.alloc(10).fill("?",4)// 從索引 4 開始存，剛好能存 2 個(gè) ?
console.log(buffer.length)// 10 給 buffer 分配的內(nèi)存空間
console.log("??".length)//2  字符串長(zhǎng)度
console.log(buffer.toString())// "??" 
console.log(buffer.toString().length)// 6 單位是字節(jié)
console.log(Buffer.byteLength("??"))// 6 需要 6 個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)兩個(gè)?

let buffer2 = Buffer.alloc(10).fill("?",5)// 從索引 5 開始存，剛好能存 2 個(gè) ? 還差 1 字節(jié)空間
console.log(buffer2.toString())// "??" 有一個(gè)亂碼 
console.log(buffer2.toString().length)// 7

buffer 連接 Buffer.concat(bufferList[,totalLength])

totalLength 是所有bufferList 元素長(zhǎng)度的累加。
totalLength > 實(shí)際累加長(zhǎng)度，用 0 填充；
totalLength < 實(shí)際累計(jì)長(zhǎng)度，后面的舍棄。

//接著上面的代碼
let buf3=Buffer.concat(arr,4);
console.log(buf3);// 舍棄四位
let buf4=Buffer.concat(arr,12);
console.log(buf4);// 0 填充兩位

復(fù)制 bufSource.copy(bufTarget[,targetStart[,ssourceStart[,sourceEnd]]])

復(fù)制 bufSource 的 sourceStart -- sourceEnd-1 的字節(jié)到 bufTarget 的 target 位置開始存放。
返回值int：實(shí)際存入的字節(jié)數(shù)。目標(biāo) buffer 空間不夠，復(fù)制源會(huì)被階段。

const buf1 = Buffer.alloc(10);//分配 10 個(gè)字節(jié)的空間
const buf2 = Buffer.from("copyFunction");
console.log("復(fù)制前 buf1", buf1);//復(fù)制前 buf1 

console.log("復(fù)制前 buf2", buf2);//復(fù)制前 buf2 

let result = buf2.copy(buf1, 4, 1, 5);//復(fù)制 buf1 1--5 字節(jié)到 buf2 的  第 4 個(gè)索引位置開始存放，用 6 個(gè)字節(jié)來存放4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，空間足夠。
console.log("復(fù)制后 buf1", buf1);//復(fù)制后 buf1 
console.log(buf1.toString());//opyF
console.log("復(fù)制后 buf2", buf2);//復(fù)制后 buf2 
console.log(buf2.toString());//copyFunction
console.log("復(fù)制后 result", result);// 4

截取 buf.slice([start=0[, end=buf.length]])

從 buf 中截取一部分，組成新的 buffer , 兩者內(nèi)存是共享的，所以修改時(shí)，會(huì)相互影響。

let buf1 = Buffer.alloc(5).fill("abcd")
let buf2 = buf1.slice()
console.log(buf2.toString())//abcda
let buf3 = buf1.slice(2,4)
console.log(buf3)//cd
console.log(buf3.toString())//cd
// 測(cè)試共享內(nèi)存
console.log(buf3[0]="100")// 100 修改 buf3 的第一個(gè)值 為 d,返回修改后的值
console.log(buf3[0].toString())//100
console.log(buf3)//
console.log(buf3.toString())//dd  修改了
console.log(buf1)//
console.log(buf1.toString())//abdd buf1 也修改了

查找 buf.indexOf(value,byteOffset=0)

從 buf 的 byteOffset 位置開始查找 value，找到一個(gè) value,返回其索引，否則返回 -1。value 可以是 String 、Int 、Buffer。

const buf2 = Buffer.from("copyFunction");
let result = buf2.indexOf("c", 3, "utf8");
let result2 = buf2.indexOf("c");
let result3 = buf2.indexOf("C");
console.log(result);// 7 索引 3 之后第一個(gè) c 的索引
console.log(result2);// 0 第一個(gè) c
console.log(result3);// -1
buf2.indexOf(Buffer.from("copy"),2,"utf8");//-1
buf2.indexOf(9,4);//-1

let buffer = Buffer.alloc(10).fill("abcd");
console.log(buffer.toString());// abcdabcdab

// 遞歸查找所有buffer
let indexs = [];//這里很關(guān)鍵 存儲(chǔ)查找到的下標(biāo)
function recursiveIndexOf(buffer, char, start) {
    if (start < 0) { start = 0; }
    if (start > buffer.length - 1) { return -1; }// 開始下標(biāo)大于 buffer 最大下標(biāo)，返回 -1，也是遞歸出口
    let index = buffer.indexOf(char, start);
    if (index !== -1) {
        indexs.push(index);
        recursiveIndexOf(buffer, char, index + 1);
    }
    return indexs;
}
let result = recuisiveIndexOf(buffer, "a", 0);
console.log(result);//[0,4,8]

buffer 轉(zhuǎn) String 和 Object

buf.toString([encoding=utf8[,start=0[,end=buf.length]]])、buf.toJSON()
toJSON 返回一個(gè)對(duì)象。{type:"Buffer",data:[]} data 是 buffer 的值。

let buffer = Buffer.alloc(10).fill("abcd");
console.log(buffer.toString())//abcd
console.log(buffer.toJSON())//{ type: "Buffer",data: [ 97, 98, 99, 100, 97, 98, 99, 100, 97, 98 ] }
console.log(Object.getPrototypeOf(buffer.toJSON()))// {}  可見 toJSON 返回的是對(duì)象
console.log(buffer[0])//97
console.log(buffer.toJSON().data[0])//97
console.log(buffer.toJSON().data)//[ 97, 98, 99, 100, 97, 98, 99, 100, 97, 98 ]
console.log(JSON.stringify(buffer.toJSON()))// 變成 json 字符串

buffer 遍歷

buffer.keys()、buffer.values() 、buffer.entries()

let buffer = Buffer.alloc(10).fill("abcd");
for (let key of buffer.keys()) {
    process.stdout.write(`${key}`)//輸出不換行，write 只能接收 String 和 Buffer 作為參數(shù)，可用模板字符串轉(zhuǎn)換
    // console.log(key) 這樣輸出會(huì)換行
}
//0123456789
console.log()
for (let value of buffer.values()) {
    process.stdout.write(`${value}`);//9798991009798991009798
}
console.log("")
for (let entriy of buffer.entries()) {
    console.log("buffer[%d]==%d", entriy[0], entriy[1])
}
/* 
buffer[0]==97
buffer[1]==98
buffer[2]==99
buffer[3]==100
buffer[4]==97
buffer[5]==98
buffer[6]==99
buffer[7]==100
buffer[8]==97
buffer[9]==98 
*/

TODO

TypeArray vs Buffer vs ArrayBuffer

最后

第一次在 SG 寫用 markdown 寫文章，體驗(yàn)并不怎么好，必須字體很小，看的眼疼，代碼顯示不太友好，比如會(huì)出現(xiàn)滾動(dòng)條，不帶行號(hào)等。SG 大佬眾多，歡迎指教。

參考文章：

NodeJS stream 一：Buffer

Nodejs進(jìn)階：核心模塊Buffer常用API使用總結(jié)

Do you want a better understanding of Buffer in Node.js? Check this out.

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