Node.js 入门教程

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51 Node.js Buffer

51.1 什么是 buffer？

Buffer 是内存区域。 JavaScript 开发者可能对这个概念并不熟悉，比每天与内存交互的 C、C++ 或 Go 开发者（或使用系统编程语言的任何程序员）要少得多。

它表示在 V8 JavaScript 引擎外部分配的固定大小的内存块（无法调整大小）。

可以将 buffer 视为整数数组，每个整数代表一个数据字节。

它由 Node.js Buffer 类实现。

51.2 为什么需要 buffer？

Buffer 被引入用以帮助开发者处理二进制数据，在此生态系统中传统上只处理字符串而不是二进制数据。

Buffer 与流紧密相连。 当流处理器接收数据的速度快于其消化的速度时，则会将数据放入 buffer 中。

一个简单的场景是：当观看 YouTube 视频时，红线超过了观看点：即下载数据的速度比查看数据的速度快，且浏览器会对数据进行缓冲。

51.3 如何创建buffer

使用 Buffer.from()、Buffer.alloc() 和 Buffer.allocUnsafe() 方法可以创建 buffer。

const buf = Buffer.from('Hey!')

• Buffer.from(array)
• Buffer.from(arrayBuffer[, byteOffset[, length\]])
• Buffer.from(buffer)
• Buffer.from(string[, encoding])

也可以只初始化 buffer（传入大小）。 以下会创建一个 1KB 的 buffer：

const buf = Buffer.alloc(1024)
//或
const buf = Buffer.allocUnsafe(1024)

虽然 alloc 和 allocUnsafe 均分配指定大小的 Buffer（以字节为单位），但是 alloc 创建的 Buffer 会被使用零进行初始化，而 allocUnsafe 创建的 Buffer 不会被初始化。 这意味着，尽管 allocUnsafe 比 alloc 要快得多，但是分配的内存片段可能包含可能敏感的旧数据。

当 Buffer 内存被读取时，如果内存中存在较旧的数据，则可以被访问或泄漏。 这就是真正使 allocUnsafe 不安全的原因，在使用它时必须格外小心。

51.4 使用 buffer

51.4.1 访问 buffer 的内容

Buffer（字节数组）可以像数组一样被访问：

const buf = Buffer.from('Hey!')
console.log(buf[0]) //72
console.log(buf[1]) //101
console.log(buf[2]) //121

这些数字是 Unicode 码，用于标识 buffer 位置中的字符（H => 72、e => 101、y => 121）。

可以使用 toString() 方法打印 buffer 的全部内容：

console.log(buf.toString())

注意，如果使用数字（设置其大小）初始化 buffer，则可以访问到包含随机数据的已预初始化的内存（而不是空的 buffer）！

51.4.2 获取 buffer 的长度

使用 length 属性：

const buf = Buffer.from('Hey!')
console.log(buf.length)

51.4.3 迭代 buffer 的内容

const buf = Buffer.from('Hey!')
for (const item of buf) {
  console.log(item) //72 101 121 33
}

51.4.4 更改 buffer 的内容

可以使用 write() 方法将整个数据字符串写入 buffer：

const buf = Buffer.alloc(4)
buf.write('Hey!')

就像可以使用数组语法访问 buffer 一样，你也可以使用相同的方式设置 buffer 的内容：

const buf = Buffer.from('Hey!')
buf[1] = 111 //o
console.log(buf.toString()) //Hoy!

51.4.5 复制 buffer

使用 copy() 方法可以复制 buffer：

const buf = Buffer.from('Hey!')
let bufcopy = Buffer.alloc(4) //分配 4 个字节。
buf.copy(bufcopy)

默认情况下，会复制整个 buffer。 另外的 3 个参数可以定义开始位置、结束位置、以及新的 buffer 长度：

const buf = Buffer.from('Hey!')
let bufcopy = Buffer.alloc(2) //分配 2 个字节。
buf.copy(bufcopy, 0, 0, 2)
bufcopy.toString() //'He'

51.4.6 切片 buffer

如果要创建 buffer 的局部视图，则可以创建切片。 切片不是副本：原始 buffer 仍然是真正的来源。 如果那改变了，则切片也会改变。

使用 slice() 方法创建它。 第一个参数是起始位置，可以指定第二个参数作为结束位置：

const buf = Buffer.from('Hey!')
buf.slice(0).toString() //Hey!
const slice = buf.slice(0, 2)
console.log(slice.toString()) //He
buf[1] = 111 //o
console.log(slice.toString()) //Ho