Node.js Buffer：全面了解Node.js Buffer

一、Node.js Buffer簡介

Node.js的Buffer是用來處理二進位數據的類，它可以直接操作底層的二進位數據，也可以將二進位數據轉換成字元串格式。在Node.js中，Buffer是一個全局對象，無需使用require語句引入，即可在任何地方訪問。

二、Node.js Buffer使用場景

Node.js Buffer可用於處理網路、文件、壓縮、加密等數據流，包括：

1、文件流：文件操作時，讀取的內容默認為Buffer格式。

2、網路流：在發送網路請求時，請求體中的數據會被轉化為Buffer格式，並在接收網路響應時將收到的數據以Buffer形式返回。

3、加密：加密的輸入輸出均為Buffer格式。

4、字元串轉二進位數據：例如將字元串轉換成UTF-8編碼的二進位數據。

三、創建Buffer實例

可以使用Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])、Buffer.allocUnsafe(size)、Buffer.from(array)、Buffer.from(string[, encoding])等方法創建Buffer實例。

1、使用Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])方法創建Buffer實例

const buf1 = Buffer.alloc(10); // 創建長度為10，用0x00填充的Buffer實例
const buf2 = Buffer.alloc(10, 1); // 創建長度為10，用0x01填充的Buffer實例
const buf3 = Buffer.alloc(10, 'a', 'utf8'); // 創建長度為10，用'a'填充的Buffer實例

2、使用Buffer.allocUnsafe(size)方法創建Buffer實例

const buf = Buffer.allocUnsafe(10); // 創建長度為10，只是預分配了內存空間，是未初始化的Buffer實例 
buf.fill(0); // 初始化內存為0 

3、使用Buffer.from(array)方法創建Buffer實例

const buf = Buffer.from([0x01, 0x02, 0x03]); // 創建Buffer實例，長度為3，內容為0x01, 0x02, 0x03

4、使用Buffer.from(string[, encoding])方法創建Buffer實例

const buf = Buffer.from('hello world', 'utf8'); // 創建Buffer實例，長度為11(utf8編碼)，內容為'h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd'

四、Node.js Buffer常用方法

Node.js Buffer常用方法包括：

1、buf.write(string[, offset[, length]][, encoding])

將一個字元串寫入Buffer中，並返回已寫入的位元組數。可以指定偏移量和長度。

const buf = Buffer.alloc(10);
const bytesWritten = buf.write('hello', 1, 3, 'utf8'); // 在偏移量為1的位置寫入'hel'，返回已寫入的位元組數 3

2、buf.toString([encoding[, start[, end]]])

將Buffer對象轉換為字元串。默認將Buffer對象的全部內容轉換為字元串。

const buf = Buffer.from('hello world', 'utf8');
const str = b.toString('utf8'); // 轉換成字元串'hello world'

3、buf.copy(target[, targetStart[, sourceStart[, sourceEnd]]])

將Buffer的內容複製到另一個Buffer中。

const buf1 = Buffer.from('hello');
const buf2 = Buffer.alloc(10);
const bytesCopied = buf1.copy(buf2, 1, 0, 3); // 將buf1的偏移量0~3的內容複製到buf2的偏移量1~4的位置，返回已複製的位元組數 3

4、buf.slice([start[, end]])

創建一個新的Buffer對象，與原Buffer對象共享內存但指定偏移量和長度範圍。

const buf1 = Buffer.from('hello');
const buf2 = buf1.slice(1, 3); // 創建一個新的Buffer實例，包含buf1的偏移量1~2的內容，即'el'

5、buf.toJSON()

返回一個將Buffer對象轉換成JSON對象後的結果。

const buf = Buffer.from('hello');
const json = buf.toJSON(); // 轉換成JSON對象
console.log(json); // { type: 'Buffer', data: [ 104, 101, 108, 108, 111 ] }

五、Node.js Buffer應用示例

1、文件讀取

const fs = require('fs');
 
fs.readFile('test.txt', (err, buf) => {
    if (err) {
        console.error(err);
        return;
    }
    const str = buf.toString('utf8');
    console.log(str);
});

2、字元串加密

const crypto = require('crypto');
 
const str = 'hello world';
const hash = crypto.createHash('md5');
const buf = Buffer.from(str, 'utf8');
hash.update(buf);
console.log(hash.digest('hex'));

3、獲取網路請求體的二進位數據

const http = require('http');
 
http.createServer((req, res) => {
    let chunks = [];
    req.on('data', chunk => {
        chunks.push(chunk);
    });
    req.on('end', () => {
        const buf = Buffer.concat(chunks);
        console.log(buf.toString('utf8'));
        res.end('success');
    });
}).listen(8000);

六、Node.js Buffer小結

Node.js Buffer提供了處理二進位數據的能力，可以用於處理文件流、網路流、加密等場景。Buffer的常用方法包括write、toString、copy、slice和toJSON等。