聊聊JS的二进制家族：Blob、ArrayBuffer和Buffer

原文：https://zhuanlan.zhihu.com/p/97768916

概述

• Blob: 前端的一个专门用于支持文件操作的二进制对象
• ArrayBuffer：前端的一个通用的二进制缓冲区，类似数组，但在API和特性上却有诸多不同
• Buffer：Node.js提供的一个二进制缓冲区，常用来处理I/O操作

Blob

我们首先来介绍Blob，Blob是用来支持文件操作的。简单的说：在JS中，有两个构造函数 File 和 Blob, 而File继承了所有Blob的属性。

所以在我们看来，File对象可以看作一种特殊的Blob对象。

在前端工程中，我们在哪些操作中可以获得File对象呢？ 请看：

（备注：目前 File API规范的状态为Working Draft）

我们上面说了，File对象是一种特殊的Blob对象，那么它自然就可以直接调用Blob对象的方法。让我们看一看Blob具体有哪些方法，以及能够用它们实现哪些功能

Blob实战
通过window.URL.createObjectURL方法可以把一个blob转化为一个Blob URL，并且用做文件下载或者图片显示的链接。

Blob URL所实现的下载或者显示等功能，仅仅可以在单个浏览器内部进行。而不能在服务器上进行存储，亦或者说它没有在服务器端存储的意义。

下面是一个Blob的例子，可以看到它很短

blob:d3958f5c-0777-0845-9dcf-2cb28783acaf
和冗长的Base64格式的Data URL相比，Blob URL的长度显然不能够存储足够的信息，这也就意味着它只是类似于一个浏览器内部的“引用“。从这个角度看，Blob URL是一个浏览器自行制定的一个伪协议

Blob实现下载文件

我们可以通过window.URL.createObjectURL，接收一个Blob（File）对象，将其转化为Blob URL,然后赋给 a.download属性，然后在页面上点击这个链接就可以实现下载了

<!-- html部分 -->
<a id="h">点此进行下载</a>
<!-- js部分 -->
<script>var blob = new Blob(["Hello World"]);var url = window.URL.createObjectURL(blob);var a = document.getElementById("h");a.download = "helloworld.txt";a.href = url;
</script> 

(备注：download属性不兼容IE, 对IE可通过window.navigator.msSaveBlob方法或其他进行优化)

Blob实现图片本地显示

window.URL.createObjectURL生成的Blob URL还可以赋给img.src，从而实现图片的显示

<!-- html部分 -->
<input type="file" id='f' />
<img id='img' style="width: 200px;height:200px;" />
<!-- js部分 -->
<script>document.getElementById('f').addEventListener('change', function (e) {var file = this.files[0];const img = document.getElementById('img');const url = window.URL.createObjectURL(file);img.src = url;img.onload = function () {// 释放一个之前通过调用 URL.createObjectURL创建的 URL 对象window.URL.revokeObjectURL(url);}}, false);
</script>

Blob实现文件分片上传

通过Blob.slice(start,end)可以分割大Blob为多个小Blob
xhr.send是可以直接发送Blob对象的
前端

<!-- html部分 -->
<input type="file" id='f' />
<!-- js部分 -->
<script>
function upload(blob) {var xhr = new XMLHttpRequest();xhr.open('POST', '/ajax', true);xhr.setRequestHeader('Content-Type', 'text/plain')xhr.send(blob);
}document.getElementById('f').addEventListener('change', function (e) {var blob = this.files[0];const CHUNK_SIZE = 20; .const SIZE = blob.size;var start = 0;var end = CHUNK_SIZE;while (start < SIZE) {upload(blob.slice(start, end));start = end;end = start + CHUNK_SIZE;}
}, false);
</script>

Node端(Koa)

app.use(async (ctx, next) => {await next();if (ctx.path === '/ajax') {const req = ctx.req;const body = await parse(req);ctx.status = 200;console.log(body);console.log('---------------');}
});

文件内容

According to the Zhanjiang commerce bureau, the actual amount of foreign capital utilized in Zhanjiang from January to October this year was
运行结果

本地读取文件内容

如果想要读取Blob或者文件对象并转化为其他格式的数据，可以借助FileReader对象的API进行操作

FileReader.readAsText(Blob)：将Blob转化为文本字符串
FileReader.readAsArrayBuffer(Blob)： 将Blob转为ArrayBuffer格式数据
FileReader.readAsDataURL(): 将Blob转化为Base64格式的Data URL
下面我们尝试把一个文件的内容通过字符串的方式读取出来

<input type="file" id='f' />
<script>document.getElementById('f').addEventListener('change', function (e) {var file = this.files[0];const reader = new FileReader();reader.onload = function () {const content = reader.result;console.log(content);}reader.readAsText(file);}, false);
</script>

上面介绍了Blob的用法，我们不难发现，Blob是针对文件的，或者可以说它就是一个文件对象，同时呢我们发现Blob欠缺对二进制数据的细节操作能力，比如如果如果要具体修改某一部分的二进制数据，Blob显然就不够用了，而这种细粒度的功能则可以由下面介绍的ArrayBuffer来完成。

ArrayBuffer
让我们用一张图看下ArrayBuffer的大体的功能

同时要说明，ArrayBuffer跟JS的原生数组有很大的区别，如图所示

下面一一进行细节的介绍

ArrayBuffer实战

通过ArrayBuffer的格式读取本地数据

document.getElementById('f').addEventListener('change', function (e) {const file = this.files[0];const fileReader = new FileReader();fileReader.onload = function () {const result = fileReader.result;console.log(result)}fileReader.readAsArrayBuffer(file);
}, false);

通过ArrayBuffer的格式读取Ajax请求数据

通过xhr.responseType = “arraybuffer” 指定响应的数据类型
在onload回调里打印xhr.response
前端

const xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open("GET", "ajax", true);
xhr.responseType = "arraybuffer";
xhr.onload = function () {console.log(xhr.response)
}
xhr.send();

Node端

const app = new Koa();
app.use(async (ctx) => {if (pathname = '/ajax') {ctx.body = 'hello world';ctx.status = 200;}
}).listen(3000)

通过TypeArray对ArrayBuffer进行写操作

const typedArray1 = new Int8Array(8);
typedArray1[0] = 32;const typedArray2 = new Int8Array(typedArray1);
typedArray2[1] = 42;console.log(typedArray1);
//  output: Int8Array [32, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]console.log(typedArray2);
//  output: Int8Array [32, 42, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
通过DataView对ArrayBuffer进行写操作const buffer = new ArrayBuffer(16);
const view = new DataView(buffer);
view.setInt8(2, 42);
console.log(view.getInt8(2));
// 输出: 42

Buffer
Buffer是Node.js提供的对象，前端没有。 它一般应用于IO操作，例如接收前端请求数据时候，可以通过以下的Buffer的API对接收到的前端数据进行整合

Buffer实战
例子如下

// Node端（Koa）
const app = new Koa();
app.use(async (ctx, next) => {if (ctx.path === '/ajax') {const chunks = [];const req = ctx.req;req.on('data', buf => {chunks.push(buf);})req.on('end', () => {let buffer = Buffer.concat(chunks);console.log(buffer.toString())})}
});
app.listen(3000)

// 前端
const xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open("POST", "ajax", true);
xhr.setRequestHeader('Content-Type', 'text/plain')
xhr.send("asdasdsadfsdfsadasdas");

// Node端输出
asdasdsadfsdfsadasdas

// 让浏览器帮我们创建一段 8 个字节长度的内存区域。
let buffer = new ArrayBuffer(8);
// 字节：计算机存储的最小单位
console.log(buffer.byteLength);// 字节长度为8（1字节为一个8位二进制数1Byte=8bit），8字节意味着有8个bit,即8个 8位二进制 的位置；
console.log(buffer[0]);

• Int8Array：8 位有符号整数，长度 1 个字节。
• Uint8Array： 8位无符号整数， 1 个字节长度。
• Int16Array：16位有符号整数， 2 个字节长度。
• Uint16Array：16位无符号整数，2 个字节长度。
• Int32Array：32位有符号整数， 4 个字节长度。
• Uint32Array：32位无符号整数， 4 个字节长度。
• Float32Array：32位浮点数， 4 个字节长度。
• Float64Array：64位浮点数，8 个字节长度。
• byteLength = length * 每个数据占用字节数

let int8Array = new Int8Array(buffer);
console.log(int8Array);
int8Array[0] = 30;  //给buffer的第一个字节赋值
int8Array[1] = 41;  //给buffer的第二个字节赋值int8Array[2] = 52;  //给buffer的第三个字节赋值
int8Array[3] = 63;int8Array[4] = 74;
int8Array[5] = 85;int8Array[6] = 86;
int8Array[7] = 97;
console.log(int8Array);
// 由于 Int16Array 占两个字节,所以我们在用它读写数据的时候，一个索引所代表的数据等于 buffer 中两个字节。
let int16Array = new Int16Array(buffer);
console.log(int16Array);
let bufferTwo = new ArrayBuffer(10);
let view = new DataView(bufferTwo);