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深入浅出NodeJS——Buffer

Javascript对字符串处理十分友好,无论是宽字节还是单字节字符串,都被认为是一个字符串。Node中需要处理网络协议、操作数据库、处理图片、文件上传等,还需要处理大量二进制数据,自带的字符串远不能满足这些要求,因此Buffer应运而生。

Buffer结构

Buffer是一个典型的Javascript和C++结合的模块,性能相关部分用C++实现,非性能相关部分用javascript实现。

Node在进程启动时Buffer就已经加装进入内存,并将其放入全局对象,因此无需require

Buffer对象:类似于数组,其元素是16进制的两位数。

Buffer内存分配

Buffer对象的内存分配不是在V8的堆内存中,在Node的C++层面实现内存的申请。

为了高效的使用申请来得内存,Node中采用slab分配机制,slab是一种动态内存管理机制,应用各种*nix操作系统。slab有三种状态:

(1) full:完全分配状态

(2) partial:部分分配状态

(3) empty:没有被分配状态

Buffer的转换

Buffer对象可以和字符串相互转换,支持的编码类型如下:
ASCII、UTF-8、UTF-16LE/UCS-2、Base64、Binary、Hex
字符串转Buffer
new Buffer(str, [encoding]),默认UTF-8
buf.write(string, [offset], [length], [encoding])
Buffer转字符串
buf.toString([encoding], [start], [end])
Buffer不支持的编码类型
通过Buffer.isEncoding(encoding)判断是否支持
iconv-lite:纯JavaScript实现,更轻量,性能更好无需C++到javascript的转换
iconv:调用C++的libiconv库完成

Buffer的拼接

注意res.on(‘data‘, function(chunk) {}),其中的参数chunk是Buffer对象,直接用+拼接会自动转换为字符串,对于宽字节字符可能会导致乱码产生,解决方法
(1) 通过可读流中的setEncoding()方法,该方法可以让data事件传递不再是Buffer对象,而是编码后的字符串,其内部使用了StringEncoder模块。
(2) 将Buffer对象暂存到数组中,最后在组装成一个大Buffer让后编码转换为字符串输出
Buffer在文件I/O和网络I/O中广泛应用,其性能举足轻重,比普通字符串性能要高出很多。
Buffer的使用除了与字符串的转换有性能损耗外,在文件读取时候,有一个highWaterMark设置对性能影响至关重要。
a. highWaterMark设置对Buffer内存的分配和使用有一定影响
b. highWaterMark设置过小,可能导致系统调用次数过多