聊聊JS的二进制家族：Blob、ArrayBuffer和Buffer

2019 年 12 月 19 日
筆記

事实上，前端很少涉及对二进制数据的处理，但即便如此，我们偶尔总能在角落里看见它们的身影。

今天我们就来聊一聊前端的二进制家族：Blob、ArrayBuffer和Buffer

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(IE10/11)

运行结果

Blob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>

运行结果

Blob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

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' />      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);

运行结果

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

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);

运行结果

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)

运行结果

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");

运行结果

Node端输出

asdasdsadfsdfsadasdas