2、Buffer

Buffer简介

JavaScript 语言自身只有字符串数据类型，没有二进制数据类型。

Node.js 中的 Buffer 类是用于处理二进制数据的核心工具，提供了对二进制数据的高效操作。

Buffer 类在处理文件操作、网络通信、图像处理等场景中特别有用。

• 二进制数据：Buffer 对象是一个包含原始二进制数据的固定大小的数组。每个元素占用一个字节（8位），因此 Buffer 适合处理二进制数据，如文件内容、网络数据包等。
• 不可变性：虽然 Buffer 对象的内容可以在创建后修改，但其长度是固定的，不能动态改变。

Buffer 使用

创建 Buffer

• Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])： 创建了一个长度为 size 字节的 Buffer，相当于申请了 size 字节的内存空间，每个字节的值为 0。
• Buffer.allocUnsafe(size)： 建了一个长度为 size 字节的 Buffer，但 Buffer 中可能存在旧的数据，可能会影响执行结果，所以叫 unsafe。
• Buffer.allocUnsafeSlow(size)：用于分配给定大小 size 的新 Buffer 实例，但不对其进行初始化。
• Buffer.from(array)： 返回一个被 array 的值初始化的新的 Buffer 实例（传入的 array 的元素只能是数字，不然就会自动被 0 覆盖）
• Buffer.from(arrayBuffer[, byteOffset[, length]])： 返回一个新建的与给定的 ArrayBuffer 共享同一内存的 Buffer。
• Buffer.from(buffer)： 复制传入的 Buffer 实例的数据，并返回一个新的 Buffer 实例
• Buffer.from(string[, encoding])： 通过字符串创建 Buffer，可以指定编码，默认为 UTF-8。

Node.js 中创建 Buffer 的方式主要如下几种：

Buffer.alloc

//创建了一个长度为 10 字节的 Buffer，相当于申请了 10 字节的内存空间，每个字节的值为 0
let buf_1 = Buffer.alloc(10); // 结果为 <Buffer 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00>

Buffer.allocUnsafe

//创建了一个长度为 10 字节的 Buffer，buffer 中可能存在旧的数据, 可能会影响执行结果，所以叫unsafe
let buf_2 = Buffer.allocUnsafe(10);

Buffer.from

//通过字符串创建 Buffer，默认为 utf-8
let buf_3 = Buffer.from('hello');
//通过字符串创建 Buffer，按照 ascii 编码
var buf = Buffer.from('hello','ascii')
//通过数组创建 Buffer
let buf_4 = Buffer.from([105, 108, 111, 118, 101, 121, 111, 117]);

Buffer 与字符编码

Buffer 实例一般用于表示编码字符的序列，比如 UTF-8 、 UCS2 、 Base64 、或十六进制编码的数据。 通过使用显式的字符编码，就可以在 Buffer 实例与普通的 JavaScript 字符串之间进行相互转换。

const buf = Buffer.from('hello', 'ascii');

console.log(buf.toString('hex'));

console.log(buf.toString('base64'));

Node.js 目前支持的字符编码包括：

• ascii：仅支持 7 位 ASCII 数据。如果设置去掉高位的话，这种编码是非常快的。
• utf8：多字节编码的 Unicode 字符。许多网页和其他文档格式都使用 UTF-8 。
• utf16le：2 或 4 个字节，小字节序编码的 Unicode 字符。支持代理对（U+10000 至 U+10FFFF）。
• ucs2：utf16le 的别名。
• base64：Base64 编码。
• latin1：一种把 Buffer 编码成一字节编码的字符串的方式。
• binary：latin1 的别名。
• hex：将每个字节编码为两个十六进制字符。

写入缓冲区

写入 Node 缓冲区的语法如下所示：

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

• string：写入缓冲区的字符串。
• offset：缓冲区开始写入的索引值，默认为 0 。
• length：写入的字节数，默认为 buffer.length
• encoding：使用的编码。默认为utf8。

根据 encoding 的字符编码写入 string 到 buf 中的 offset 位置。 length 参数是写入的字节数。 如果 buf 没有足够的空间保存整个字符串，则只会写入 string 的一部分。 只部分解码的字符不会被写入。

从缓冲区读取数据

将 Buffer 转换为字符串

读取 Node 缓冲区数据的语法如下所示：

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

• encoding：使用的编码。默认为utf8。
• start：指定开始读取的索引位置，默认为 0。
• end：结束位置，默认为缓冲区的末尾。

将 Buffer 转换为 JSON 对象

buf.toJSON()

修改数据

var buffer1 = Buffer.from('hello');
// 剪切缓冲区
buffer1[0] = 97
console.log(buffer1.toString()) // aello

缓冲区合并

Buffer.concat(list[, totalLength])

• list：用于合并的 Buffer 对象数组列表。
• totalLength：指定合并后Buffer对象的总长度。

var buffer1 = Buffer.from(('hello'));
var buffer2 = Buffer.from(('world'));
var buffer3 = Buffer.concat([buffer1,buffer2]);
console.log("buffer3 内容: " + buffer3.toString());

缓冲区比较

该方法在 Node.js V0.12.2 版本引入

buf.compare(otherBuffer);

• otherBuffer：与 buf 对象比较的另外一个 Buffer 对象。

var buffer1 = Buffer.from('ABC');
var buffer2 = Buffer.from('ABCD');
var result = buffer1.compare(buffer2);

if(result < 0) {
   console.log(buffer1 + " 在 " + buffer2 + "之前");
}else if(result == 0){
   console.log(buffer1 + " 与 " + buffer2 + "相同");
}else {
   console.log(buffer1 + " 在 " + buffer2 + "之后");
}

拷贝缓冲区

buf.copy(targetBuffer[, targetStart[, sourceStart[, sourceEnd]]])

• targetBuffer：要拷贝的 Buffer 对象。
• targetStart：数字, 可选, 默认: 0
• sourceStart：数字, 可选, 默认: 0
• sourceEnd：数字, 可选, 默认: buffer.length

var buf1 = Buffer.from('abcdefghijkl');
var buf2 = Buffer.from('1234');

//将 buf2 插入到 buf1 指定位置上
buf2.copy(buf1, 2);

console.log(buf1.toString()); // ab1234ghijkl

缓冲区裁剪

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

• start：数字, 可选, 默认: 0
• end：数字, 可选, 默认: buffer.length

返回一个新的缓冲区，它和旧缓冲区指向同一块内存，但是从索引 start 到 end 的位置剪切。

var buffer1 = Buffer.from('hello');
// 剪切缓冲区
var buffer2 = buffer1.slice(0,2);
console.log("buffer2 content: " + buffer2.toString()); // he

缓冲区长度

buf.length;