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NodeJS模块Buffer原理及使用方法解析

转载 作者：qq735679552 更新时间：2022-09-27 22:32:09 25 4
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这篇CFSDN的博客文章NodeJS模块Buffer原理及使用方法解析由作者收集整理，如果你对这篇文章有兴趣，记得点赞哟.

Buffer 作为 nodejs 中重要的概念和功能，为开发者提供了操作二进制的能力。本文记录了几个问题，来加深对 Buffer 的理解和使用:

  • 认识缓冲器
  • 如何申请堆外内存
  • 如何计算字节长度
  • 如何计算字节长度
  • 如何转换字符编码
  • 理解共享内存与拷贝内存

认识 Buffer（缓冲器） 。

Buffer 是 nodejs 核心 API，它提供我们处理二进制数据流的功能。Buffer 的使用和 ES2017 的 Uint8Array 非常相似，但由于 node 的特性，专门提供了更深入的 api.

Uint8Array 的字面意思就是：8 位无符号整型数组。一个字节是 8bit，而字节的表示也是由两个 16 进制（4bit）的数字组成的.

const buf = Buffer.alloc(1); console.log(buf); // output: <Buffer 00> 。

如何申请堆外内存 。

Buffer 可以跳出 nodejs 对堆内内存大小的限制。nodejs12 提供了 4 种 api 来申请堆外内存:

  • Buffer.from()
  • Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])
  • Buffer.allocUnsafe(size)
  • Buffer.allocUnsafeSlow(size)

Buffer.alloc vs Buffer.allocUnsafe 。

在申请内存时，可能这片内存之前存储过其他数据。如果不清除原数据，那么会有数据泄漏的安全风险；如果清除原数据，速度上会慢一些。具体用哪种方式，根据实际情况定.

  • Buffer.alloc：申请指定大小的内存，并且清除原数据，默认填充 0
  • Buffer.allocUnsafe：申请指定大小内存，但不清除原数据，速度更快

根据提供的 api，可以手动实现一个alloc:

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function pollifyAlloc(size, fill = 0, encoding = "utf8" ) {
   const buf = Buffer.allocUnsafe(size);
   buf.fill(fill, 0, size, encoding);
   return buf;
}

Buffer.allocUnsafe vs Buffer.allocUnsafeSlow 。

从命名上可以直接看出效果，Buffer.allocUnsafeSlow更慢。因为当使用 Buffer.allocUnsafe 创建新的 Buffer 实例时，如果要分配的内存小于 4KB，则会从一个预分配的 Buffer 切割出来。 这可以避免垃圾回收机制因创建太多独立的 Buffer 而过度使用.

这种方式通过消除跟踪和清理的需要来改进性能和内存使用.

如何计算字节长度 。

利用 Buffer，可以获得数据的真实所占字节。例如一个汉字，它的字符长度是 1。但由于是 utf8 编码的汉字，所以占用 3 个字节.

直接利用Buffer.byteLength()可以获得字符串指定编码的字节长度:

const str = "本文原文地址: xxoo521.com",

console.log(Buffer.byteLength(str, "utf8")); // output: 31 console.log(str.length); // output: 19 。

也可以直接访问 Buffer 实例的 length 属性（不推荐）:

console.log(Buffer.from(str, "utf8").length); // output: 31 。

如何转换字符编码 。

Nodejs 当前支持的编码格式有：ascii、utf8、utf16le、ucs2、base64、latin1、binary、hex。其他编码需要借助三方库来完成.

下面，是用Buffer.from()和buf.toString()来封装的 nodejs 平台的编码转换函数:

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function trans(str, from = "utf8" , to = "utf8" ) {
   const buf = Buffer.from(str, from);
   return buf.toString(to);
}
 
// output: 5Y6f5paH5Zyw5Z2AOiB4eG9vNTIxLmNvbQ==
console.log(trans( "原文地址: xxoo521.com" , "utf8" , "base64" ));

共享内存与拷贝内存 。

在生成 Buffer 实例，操作二进制数据的时候，千万要注意接口是基于共享内存，还是基于拷贝底层内存.

例如对于生成 Buffer 实例的from()，不同类型的参数，nodejs 底层的行为是不同的.

为了更形象地解释，请看下面两段代码.

代码 1:

const buf1 = Buffer.from("buffer"); const buf2 = Buffer.from(buf1); // 拷贝参数中buffer的数据到新的实例 buf1[0]++,

console.log(buf1.toString()); // output: cuffer console.log(buf2.toString()); // output: buffer 。

代码 2:

const arr = new Uint8Array(1); arr[0] = 97,

const buf1 = Buffer.from(arr.buffer); console.log(buf1.toString()); // output: a 。

arr[0] = 98; console.log(buf1.toString()); // output: b 。

在第二段代码中，传入Buffer.from的参数类型是arrayBuffer。因此Buffer.from仅仅是创建视图，而不是拷贝底层内存。buf1 和 arr 的内存是共享的.

在操作 Buffer 的过程中，需要特别注意共享和拷贝的区别，发生错误比较难排查.

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我.

原文链接：https://www.cnblogs.com/Qooo/p/13859656.html 。

最后此篇关于NodeJS模块Buffer原理及使用方法解析的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于NodeJS模块Buffer原理及使用方法解析的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。

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