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Node.js中使用Buffer編碼、解碼二進位資料詳解_node.js?1.1.2

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PHP中文网原創
2016-05-16 16:39:401458瀏覽

JavaScript很擅長處理字串,但是因為它最初的設計是用來處理HTML文檔,因此它並不太擅長處理二進位資料。 JavaScript沒有byte類型,沒有結構化的型別(structured types),甚至沒有位元組數組,只有數字和字串。 (原文:JavaScript doesn't have a byte type — it just has numbers — or structured types, or http://skylitecellars.com/ even byte arrays: It just has strings.)

因為基於Java ,它自然可以處理類似HTTP這樣的文本協議,但是你也可以用它來跟數據庫交互,處理圖片或文件上傳等,可以想像,如果僅僅用字符串來做這些事得有多困難。早些時候,Node透過將byte編碼成文字字元來處理二進位數據,但這種方式後來被證明並不可行,既浪費資源,又緩慢,又不靈活,而且難以維護。

Node有一個二進位緩衝實作Buffer,這個偽類別(pseudo-class)提供了一系列處理二進位資料的API,簡化了那些需要處理二進位資料的任務。緩衝的長度由位元組資料的長度決定,而且你可以隨機的設定和取得緩衝內的位元組資料。

注意:Buffer類別有一個特殊的地方,緩衝內的位元組資料所佔用的記憶體不是分配在JavaScrp

It VM記憶體堆上的,也就是說這些物件不會被JavaScript的垃圾回收演算法處理,取而代之的是一個不會被修改的永久記憶體位址,這也避免了緩衝內容的記憶體複製所造成的CPU浪費。

建立緩衝

你可以用一個UTF-8字串建立緩衝,像這樣:

程式碼如下:

var buf = new Buffer(‘Hello World!');


也可以用指定編碼的字串建立緩衝:

程式碼如下:

var buf = new Buffer('8b76fde713ce', 'base64');

可接受的字元編碼和識別如下:

1.ascii——ASCI,僅適用於ASCII字元集。
2.utf8——UTF-8,這種可變寬編碼適用於Unicode字符集的任何字符,它已經成了Web世界的首選編碼,也是Node的預設編碼類型。
3.base64——Base64,這種編碼基於64個可列印ASCII字元來表示二進位數據,Base64通常用於在字元文件內嵌入可以被轉換成字串的二進位數據,在需要時又可以完整無損的轉換回原來的二進位格式。

如果沒有資料初始化緩衝,可以用指定的容量大小來建立一個空緩衝:

程式碼如下:

var buf = new Buffer(1024); // 创建一个1024字节的缓冲

取得和設定緩衝資料

建立或接收一個緩衝物件後,你可能要檢視或修改它的內容,可以透過[]運算子來存取緩衝的某個位元組:

程式碼如下:

var buf = new Buffer('my buffer content');
// 访问缓冲内第10个字节
console.log(buf[10]); // -> 99

注意:當你(使用緩衝容量大小來)建立一個已初始化的緩衝時,一定要注意,緩衝的資料並沒有被初始化成0,而是隨機數據。

程式碼如下:

var buf = new Buffer(1024);
console.log(buf[100]); // -> 5 (某个随机值)

你可以這樣修改緩衝裡任何位置的資料:

 程式碼如下:

buf[99] = 125; // 把第100个字节的值设置为125

注意:在某些情況下,一些緩衝操作並不會產生錯誤,例如:

1.緩衝內的位元組最大值為255,如果某個位元組被賦予大於256的數字,將會用256對其取模,然後將結果賦給這個位元組。
2.如果將緩衝的某個位元組賦值為256,它的實際值將會是0(譯者註:其實跟第一條重複,256%6=0)
3.如果用浮點數給緩衝內某個位元組賦值,例如100.7,實際值將會是浮點數的整數部分-100
4.如果你試著給一個超出緩衝容量的位置賦值,賦值操作將會失敗,緩衝不做任何修改。

你可以用length屬性取得緩衝的長度:

程式碼如下:

var buf = new Buffer(100);
console.log(buf.length); // -> 100

也可以使用緩衝長度迭代緩衝的內容,來讀取或設定每個位元組:

程式碼如下:

var buf = new Buffer(100);
for(var i = 0; i < buf.length; i++) {
    buf[i] = i;
}

上面程式碼新建了一個包含100個位元組的緩衝,並從0到99設定了緩衝內每個位元組。

切分緩衝資料

一旦建立或接收了一個緩衝,你可能需要擷取緩衝資料的一部分,可以透過指定起始位置來切割現有的緩衝,從而創建另外一個較小的緩衝:

代碼如下:

var buffer = new Buffer("this is the content of my buffer");
var smallerBuffer = buffer.slice(8, 19);
console.log(smallerBuffer.toString()); // -> "the content"

注意,當切分一個緩衝的時候並沒有新的內存被分配或複製,新的緩衝使用父緩衝的內存,它只是父緩衝某段資料(由起始位置指定)的引用。這段話含有幾個意思。

首先,如果你的程式修改了父緩衝的內容,這些修改也會影響相關的子緩衝,因為父緩衝和子緩衝是不同的JavaScript對象,因此很容易忽略這個問題,並導致一些潛在的bug。

其次,當你用這種方式從父緩衝創建一個較小的子緩衝時,父緩衝對像在操作結束後依然會被保留,並不會被垃圾回收,如果不注意的話,很容易會造成記憶體外洩。

注意:如果你担心因此产生内存泄露问题,你可以使用copy方法来替代slice操作,下面将会介绍copy。

复制缓冲数据

你可以像这样用copy将缓冲的一部分复制到另外一个缓冲:

 代码如下:

var buffer1 = new Buffer("this is the content of my buffer");
var buffer2 = new Buffer(11);
var targetStart = 0;
var sourceStart = 8;
var sourceEnd = 19;
buffer1.copy(buffer2, targetStart, sourceStart, sourceEnd);
console.log(buffer2.toString()); // -> "the content"

上面代码,复制源缓冲的第9到20个字节到目标缓冲的开始位置。

解码缓冲数据

缓冲数据可以这样转换成一个UTF-8字符串:

代码如下:

var str = buf.toString();

还可以通过指定编码类型来将缓冲数据解码成任何编码类型的数据。比如,你想把一个缓冲解码成base64字符串,可以这么做:

 代码如下:

var b64Str = buf.toString("base64");

使用toString函数,你还可以把一个UTF-8字符串转码成base64字符串:

代码如下:

var utf8String = &#39;my string&#39;;
var buf = new Buffer(utf8String);
var base64String = buf.toString(&#39;base64&#39;)

小结

有时候,你不得不跟二进制数据打交道,但是原生JavaScript又没有明确的方式来做这件事,于是Node提供了Buffer类,封装了一些针对连续内存块的操作。你可以在两个缓冲之间切分或复制内存数据。

你也可以把一个缓冲转换成某种编码的字符串,或者反过来,把一个字符串转化成缓冲,来访问或处理每个bit。

以上就是Node.js中使用Buffer编码、解码二进制数据详解_node.js?1.1.2的内容,更多相关内容请关注PHP中文网(www.php.cn)!


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