Javascript在用戶端對於unicode編碼的資料操作支援非常友好，但是對位元據的處理就不盡人意。Node.js為了能夠處理位元據或非unicode編碼的資料，便設計了Buffer類，該類實現了Uint8Array介面，並對其進行了最佳化，它的執行個體類似於整型數組，但是它的大小在建立後便不可調整。在介紹Buffer如何使用之前，先介紹幾個知識點。
1、V8引擎的記憶體使用量限制
V8引擎最大堆記憶體使用量在32位系統上預設為512M，在64位系統上是1GB，雖然可以使用--max-old-space-size參數調整該值，但還是建議要用到大記憶體的時候使用Buffer或Stream，因為Buffer的記憶體配置不在V8的堆上。
2、單個Buffer執行個體大小限制
單個Buffer執行個體的大小最大數值為1GB-1（32位系統）或2GB-1（64位系統），所以在建立Buffer執行個體的時候不能超過該值，或者使用readFile()方法讀取大檔案，否則將拋出RangeError錯誤。
3、8KB池
Nodejs在建立Buffer執行個體的時候，當使用者申請的空間大於8KB，會直接調用內部的createUnsafeBuffer()方法建立一個Buffer，如果申請的空間大於0且小於4KB，新的Buffer則會建立在當前的8kb SLAB上，並更新剩餘空間，如下圖所示：
下面介紹Buffer API的簡單使用：
1、建立Buffer執行個體
使用Buffer.from(), Buffer.alloc(), Buffer.allocUnsafe()等方法來建立一個Buffer執行個體，6.0版本以前直接使用建構函式建立的方法new Buffer()已被丟棄，不推薦使用，因為有可能會造成記憶體流失。
方法Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])，參數含義如下：
使用如下所示：
const buf1 = Buffer.alloc(10);console.log(buf1);//<Buffer 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00>const buf2 = Buffer.alloc(10,'hello');console.log(buf2);//<Buffer 68 65 6c 6c 6f 68 65 6c 6c 6f>const buf3 = Buffer.alloc(10,'hello','base64');console.log(buf3);//<Buffer 85 e9 65 85 e9 65 85 e9 65 85>
方法Buffer.allocUnsafe(size)，size參數指定buffer的大小，該方法返回一個沒有初始化的buffer，因此可能還保留有敏感的資料，造成資訊的泄漏，建議使用buffer.fill(0)函數初始化buffer，該方法與Buffer.alloc(size, fill)是不一樣的，有可能使用8KB池。使用如下所示：
const buf4 = Buffer.allocUnsafe(10);console.log(buf4);//<Buffer 68 fb 4d 00 00 00 00 00 08 00>,可以看出是有資料的buf4.fill(0);console.log(buf4);//<Buffer 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00>
方法Buffer.allocUnsafeSlow(size)，參數含義同上，該方法不會使用Buffer池，容易造成記憶體的浪費，使用如下所示：
const buf5 = Buffer.allocUnsafeSlow(10);console.log(buf5);//<Buffer 38 00 24 00 00 00 00 00 00 00>
方法Buffer.from(value,[...])，這裡分為四種情況，如下所示：
第一，value為16進位數組，將數組轉化為buffer，如果不是16進位，則會進行轉換，如下：
const buf6 = Buffer.from([1,2,3,5,17]);console.log(buf6);//<Buffer 01 02 03 05 11>
第二，value為字串，則轉換字串為buffer，該方法會使用buffer池，如下：
const buf7 = Buffer.from('hello world!');console.log(buf7);//<Buffer 01 02 03 05 11>
第三，value為buffer執行個體，則將value拷貝至新的buffer中，這裡只是值的拷貝，不會共用記憶體，如下：
const buf8 = Buffer.from('hello world');const buf9 = Buffer.from(buf8);console.log(buf8);//<Buffer 68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64>console.log(buf9);//<Buffer 68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64>buf9[0] = 0x66;console.log(buf8);//<Buffer 68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64>console.log(buf9);//<Buffer 66 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64>
第四，value為arrayBuffer時，還有兩個選擇性參數[, byteOffset[, length]]，byteOffset指定從arrayBuffer開始複製的位置，length複製的長度。如下：
const arr = new Uint8Array(2);arr[0] = 128;arr[1] = 200;const buf10 = Buffer.from(arr,0,2);console.log(buf10);//<Buffer 80 c8>
如果引用的是arr.buffer，則新建立的buffer buf10與arr共用記憶體，如下：
const arr = new Uint8Array(2);arr[0] = 128;arr[1] = 200;const buf10 = Buffer.from(arr.buffer);arr[0] = 254;console.log(buf10);//<Buffer fe c8>
2、buffer解碼
使用buf.toString([encoding[, start[, end]]])方法將buffer轉換成字串，encoding指定字元編碼，預設為'utf8'，start開始位置，end結束位置（不包括），目前encoding只支援'ascii,utf8,utf16le,ucs2,base64,latin1,binary,hex'，使用如下所示：
const buf12 = Buffer.from('我愛中國');console.log(buf12.toString('base64'));//5oiR54ix5Lit5Zu9console.log(buf12.toString('utf8'));//我愛中國console.log(buf12.toString('hex'));//e68891e788b1e4b8ade59bbd
3、buffer拼接、複製、填充、分割
方法buf.fill(value[, offset[, end]][, encoding])使用指定的值填充buffer，參數offset指定填充的起始位置，end為結束位置，使用如下所示：
console.log(Buffer.allocUnsafe(5).fill('a').toString());//aaaaaconsole.log(Buffer.allocUnsafe(5).fill(65).toString('utf8'));//AAAAA
方法Buffer.concat(list[, totalLength])將多個buffer合并在一起，並返回一個新的buffer執行個體，參數totalLength為指定的buffers的長度總和，如果不提供該值，函數內部會迴圈去擷取每一個buffer的長度，然後進行拼接，因此為了速度，最好指定一個總長度，使用如下：
function bufferInjoin(buffArr){ var len = 0; buffArr.forEach((buff,idx,arr)=>{ len+=buff.length; }); var buffer = Buffer.concat(buffArr,len); return buffer;}var buff = bufferInjoin([Buffer.from('hehe'),Buffer.allocUnsafe(5).fill('a')]);console.log(buff);//<Buffer 68 65 68 65 61 61 61 61 61>console.log(buff.length);//9console.log(buff.toString());//heheaaaaa
方法buf.copy(target[, targetStart[, sourceStart[, sourceEnd]]])可以實現buf到target的複製，參數含義如下：
使用如下所示：
const buf1 = Buffer.from('hello world!');const buf2 = Buffer.allocUnsafe(5).fill('x');buf1.copy(buf2,0,0,5);console.log(buf2.toString());//hello
方法buf.slice([start[, end]])可以分割buffer，返回一個新的buffer，但是仍然是引用原buffer，因此改變原buffer資料，該新buffer也會跟著改變，如果參數start，end為負數，則先要加上buffer的長度再進行計算，如下所示：
const buf1 = Buffer.from('hello world.');const buf2 = buf1.slice(0);console.log(buf2);//<Buffer 68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 2e>buf2[0] = 88;console.log(buf1);//<Buffer 58 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 2e>const buf3 = buf1.slice(-6,-1);console.log(buf3.toString());//world
3、buffer讀寫
buffer寫操作通過write開頭的寫api來完成，主要有以下這些：
buffer讀操作由read開頭的api完成，主要有以下這些：
使用如下所示,以32無符號整型為例：
const buf = Buffer.allocUnsafe(8);buf.writeUInt32BE(0x12345678,0)console.log(buf);const data = buf.readUInt32BE(0);console.log(data.toString(16));
最後利用buffer讀API完成一個擷取PNG格式圖片尺寸的小工具，在開始編碼之前，先簡單介紹下PNG檔案組成，如下所示：
| PNG檔案標誌 | PNG資料區塊 | …… | PNG資料區塊 |
|---|
這裡我們只要用到PNG檔案標識和PNG資料區塊的第一個塊IHDR檔案頭資料區塊。檔案標識是固定的8個位元組，為89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A，IHDR資料區塊的長度為13個位元組，格式如下：
| 域的名稱 | 位元組數 | 說明 |
|---|---|---|
| Width | 4 bytes | 寬度 |
| Height | 4 bytes | 高度 |
| Bit depth | 1 bytes | 映像深度 |
| ColorType | 1 bytes | 顏色類型 |
| Compression method | 1 bytes | 壓縮方法 |
| Filter method | 1 bytes | 濾波器方法 |
| Interlace method | 1 bytes | 隔行掃描方法 |
開始編碼，如下所示：
const fs = require('fs');const path = require('path');const argvs = process.argv.slice(2);if(argvs.length<=0){ console.error('請輸入圖片：png.js img1 img2 ...'); process.exit(-1);}argvs.forEach((img,idx,arr)=>{ var stat = fs.statSync(img); fs.open(img,'r',(err,fd)=>{ if(err) throw err; var buff = Buffer.alloc(stat.size); fs.read(fd,buff,0,stat.size,0,(err, bytesRead, buffer)=>{ if(err) throw err; fs.close(fd,()=>{}); getImgDimension(buff,(err,dimension)=>{ if(err) throw err; console.log(`${img}的尺寸為：${dimension.width}x${dimension.height}`); }); }); });});function getImgDimension(buff,cb){ if((buff.toString('utf8',1,8) === 'PNG\r\n\x1a\n') && (buff.toString('utf8',12,16) === 'IHDR')){ return cb(null,{ width:buff.readUInt32BE(16), height:buff.readUInt32BE(20) }),!0; }else{ return cb(new Error('不是PNG圖片'),{}),!1; }}
執行結果如下：
E:\developmentdocument\nodejsdemo>node png.js 20160824083157.png 下載.png
20160824083157.png的尺寸為：195x195
下載.png的尺寸為：720x600
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所協助，也希望大家多多支援雲棲社區。
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