buffer是什么？深入了解Nodejs中的buffer模块

buffer是什么？下面本篇文章带大家深入了解一下nodejs中的buffer模块，介绍一下创建、复制、拼接、截取、填充buffer，以及buffer与string相互转换的方法，希望对大家有所帮助！

1.buffer是什么？

我们知道，JS在对字符串、数组、数字、布尔值等都有对应的方法API进行操作处理，而在Node中，还需要文件操作、网络通信、操作数据库、数据传输等能力；文件在存储层面都是以二进制形式表示，在http的请求和响应中数据的传输也是以二进制数据进行传输，所以仅仅目前的JS能力还是不够的，也就在Node中提供了buffer模块。

即：使得NodeJS拥有像操作字符串一样来操作处理二进制数据的能力。buffer也被称为临时性暂存区，即临时存放输入和输出二进制数据的一段内存。

在之前的一篇文章聊聊Nodejs中的核心模块：stream流模块（看看如何使用）中，我们了解到在对大文件进行读取操作时候，一般不会一次性全部读取到内存中，而是以流的形式读取一段数据块，而连续的数据块便形成了数据流的概念。而在对数据块读取和写入过程中，数据首先会存储在buffer(临时性暂存区)的内存中，以待被处理。

1.1 了解buffer内存分配

buffer对象的内存分配并不是在V8的堆内存中，而是在Node的C++层面实现内存的申请；为了高效的使用申请来得内存，Node中采用slab分配机制（一种动态内存管理机制）。

1. 2 buffer的全局性

Node在进程启动时buffer就已经加装进入内存，并将其放入全局对象，使用时候可以无需require引入，但是官方但仍然建议通过 import 或 require 语句显式地引用它。

2. 创建Buffer

buffer实例除了可以在文件读取，http请求得到之外，还可以通过手动方式构造创建。

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

参数：

• size: buffer长度
• fill: 预填充值，默认值：0
• encoding: 如果fill是字符串，则就是字符串的编码，默认：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)

参数：

• size: 新的buffer所需要长度
• 以这种方式创建的 Buffer 实例的底层内存不会被初始化。 新创建的 Buffer 的内容是未知的，可能包含敏感的数据。

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])

创建包含传入string的新buffer

参数：

• string: 字符串
• encoding: 编码,默认值：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 范围内的字节 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. 复制Buffer

3.1 Buffer.from(buffer)

参数：

• buffer,要复制的buffer实例

import { Buffer } from 'buffer';
// 新建
const buf1 = Buffer.alloc(10, 2);
// 复制
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]]])

将buf实例复制到target目标

import { Buffer } from 'buffer';

const buf1 = Buffer.alloc(10, 2);
const buf2 = Buffer.allocUnsafe(10)
// 将buf1复制到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实例连接在一起的新buffer

参数：

• list: |
• totalLength: 连接总长度。

注意：

• 如果列表没有条目，或者 totalLength 为 0，则返回新的零长度 Buffer。
• 如果未提供 totalLength，则从 list 中的 Buffer 实例通过相加其长度来计算。

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]])

从buf实例中返回新的Buffer实例，返回的新Buffer实例只是源buf实例的引用，即对新返回的实例修改会影响原有的Buffer实例

参数：

• start: 起始位置，默认0
• end: 结束位置，默认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])

参数：

• value,填充值
• offset: 在开始填充 buf 之前要跳过的字节数,默认值0
• end: 结束填充buf(不包括在内)的位置，默认值buf.length
• encoding,如果value值为字符串，则为字符串编码，默认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])

根据 encoding 中的字符编码将 string 写入 buf 的 offset 处。

注意：length 参数是要写入的字节数。 如果 buf 没有足够的空间来容纳整个字符串，则只会写入 string 的一部分

参数：

• string: 写入的字符串值
• offset: 开始写入 string 之前要跳过的字节数,默认值为0
• length: 写入的最大字节数，默认值buf.length - offset
• encoding: 编码，默认utf-8

import { Buffer } from 'buffer';
// buf1 length为12
const buf1 = Buffer.alloc(12, 3);
// write offset大于buf1.length,写入无效
buf1.write('hello', 12);

console.log(buf1);
// <Buffer 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03>
// 部分写入
buf1.write(&#39;hello&#39;, 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)

检验传入obj是否为buffer

import { Buffer } from 'buffer';

const buf1 = Buffer.alloc(12, 3);

console.log(Buffer.isBuffer(buf1));
// true

7.2 Buffer.isEncoding(encoding)

检查传入的编码名称是否被Buffer所支持

import { Buffer } from 'buffer';

console.log(Buffer.isEncoding('utf-8'))
// true

8. Buffer与String的转换

Buffer转String

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

参数：

• encoding:使用的字符串编码，默认utf-8
• start,开始位置，默认0
• end,结束位置，默认buf.length

import { Buffer } from 'buffer';

const buf1 = Buffer.allocUnsafe(26)

for (let i = 0; i < 26; i++) {
  // 97 是 &#39;a&#39; 的十进制 ASCII 值。
  buf1[i] = i + 97;
}

console.log(buf1.toString())
// abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

String转Buffer

8.2 Buffer.from(string[, encoding])

参数：

• string: 字符串
• encoding: 编码,默认值：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与Array的对比

9.1 与Array类似点

• 可以使用下标获取指定位置的值
• 可以使用length属性获取Buffer大小
• 可以使用for...of遍历

9.2 与Array不同之处

• 存储的是16进制的两位数
• 值为0-255
• 支持多种编码格式
• 内存不在v8堆中分配
• 底层有c++实现，上层由js控制

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