理解JavaScript中各种二进制对象关系

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了理解JavaScript中各种二进制对象关系相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

现代 javascript 要面临更加复杂的场景,对于各种类型的数据传输也多了起来,其中涉及二进制传输,为了方便处理数据提高效率于是创造了ArrayBuffer对象。

但是使用中会发现不仅仅有ArrayBuffer,还有TypedArrayDataViewBlobFileReader等一系列对象,让人迷惑它们之间关系是什么?为什么有这么多的对象?带着问题查询了资料,试着梳理其中的关系。

各种对象的关系

ArrayBuffer

ArrayBuffer是 JavaScript 最基本的处理二进制的对象,描述的是一段连续的内存空间,其单位是字节(byte)。

const buffer = new ArrayBuffer(32);

这样我们就创建了一块 32 字节的内存区域,可以使用buffer.byteLength来查看其长度。

ArrayBuffer对象能做的操作不多,并且是不可编辑的。如果需要编辑数据,要利用另外两个对象TypedArrayDataView

TypedArray

TypedArray类型化数组,TypedArray本身不存储任何数据,只是专门用来查看ArrayBuffer数据,所以称之为,TypedArray不是某一个构造函数名,而是一组构造函数的统称。

  • Int8Array:1 比特,8 位有符号整数
  • Uint8Array:1 比特,8 位无符号整数
  • Uint8ClampedArray:1 比特,8 位无符号整数
  • Int16Array:2 比特,16 位无符号整数
  • Uint16Array:2 比特,16 位无符号整数
  • Int32Array:4 比特,32 位无符号整数
  • Uint32Array:4 比特,32 位无符号整数
  • Float32Array:4 比特,32 位无 IEEE 浮点数
  • Float64Array:8 比特,64 位无 IEEE 浮点数
  • BigInt64Array:8 比特,64 为二进制有符号整数
  • BigUint64Array:8 比特,64 位无符号整数

创建的时候可以传入长度typedArrayArrayBuffer数组。当然也可以什么都不传入。

const uint1 = new Uint8Array(8);
const uint2 = new Uint16Array(new Uint8Array(8));
const uint3 = new Uint8Array(new ArrayBuffer(8));
const uint4 = new Uint8Array([1, 2, 3]);
const uint5 = new Uint8Array();

以上typedArray中,除了创建时传入ArrayBuffer不会新创建ArrayBuffer,其他在new过程中底层都会创建新的ArrayBuffer。可以使用arr.buffer来访问其引用的ArrayBuffer

操作上普通数组的操作都能在TypedArray 中使用。但因为ArrayBuffer描述的是连续的内存区间,所以我们无法删除某一个值,只能分配为0,也没办法使用concat方法。

Uint8ClampedArray

Uint8ClampedArray相对特殊一点,在正负溢出的情况下处理不同。

其他对于存入越界数据仅保留最右边(低位)部分,抛弃溢出数据,而Uint8ClampedArray对越界数据都保存为255,对于传入的负数保存为0

字符的相互转换

TypedArray不支出直接传字符串,所以需要先转码一下。

String → Unit8Array

const string = "Hello";
Uint8Array.from(string.split(""), (e) => e.charCodeAt(0));

Unit8Array → String

// 使用TextDecoder对象
const u8 = Uint8Array.of(72, 101, 108, 108, 111);
new TextDecoder().decode(u8);
// 使用fromCharCode转换
const u8 = Uint8Array.of(72, 101, 108, 108, 111);
Array.from(u8, (e) => String.fromCharCode(e)).join("");

DataView

以上数据除了uint2变量,其他都是单一的数据类型,uint2对象这种一段内存中存放了两种类型数据,称之为复合视图。JavaScript 中数据类型往往不那么单一,仅用TypedArray操作会更加麻烦,所以又有了DataView对象。DataView相对于TypedArray有着更加多种的操作方法。

const buffer = new ArrayBuffer(8);
const dataView = new DataView(buffer);

提供了getInt8getUint8getInt16getUint16getInt32getUint32getFloat32getFloat64方法。

参数有两个,第一位是节序位置,第二位是字节序,非必填。返回值是相应位置的字节数据。

const d1 = dataView.getUint8(1);
const d2 = dataView.getUint8(1, true);

字节位置好理解,字节序可以阅读《理解字节序》,总的说就是:

  • 大端字节序(big endian):高位字节在前,低位字节在后,这是人类读写数值的方法。
  • 小端字节序(little endian):低位字节在前,高位字节在后,即以 0x1122 形式储存。

默认情况下使用的是大端字节序,如果要使用小端字节序需要传入true

这样我们就有了基础的二进制的读写方案。可实际的应用场景中往往有更加复杂的数据,所以又针对专门的场景又衍生出BlobFileReader等对象。

Blob

Blob,是Binary Large Object(二进制大型对象)的缩写。

ArrayBuffer差异是,ArrayBuffer是单纯的二进制数据,而Blob是带MIME类型的二进制数据。并且可以方便的从StringArrayBufferTypedArrayDataViewBlob生成为Blob对象。

const blob1 = new Blob(["hello"], { type: "text/plain" });
const blob2 = new Blob(
  [new Uint8Array([72, 101, 108, 108, 111]), " ", "world"],
  { type: "text/plain" }
);

属性:

  • size:读取对象的字节大小。
  • type:读取写入的MIME类型

方法:

  • slice:提取Blob片段。

URL

在开发中我们获取到图片二进制数据,我们可以转换成base64写入src中,但如果数据量很大,或者视频数据,就会超过其允许长度。我们可以使用URL.createObjectURL来方便的创建一个资源的 URL。

const url = URL.createObjectURL(blob1);

会生成类似blob:https://example.com/a6728d20-2e78-4497-9d6c-0ed61b93f11e的资源 URL,可以直接写入src中使用。

在不用时使用URL.revokeObjectURL(url)销毁其引用,释放其内存占用。

数据读取

如果我们要查看其中数据的话,有两种方式。

第一种,使用Response对象,可以直接读取字符串数据或是arrayBuffer数据。

const responseText = await new Response(blob2).text();const responseBuf = await new Response(blob2).arrayBuffer();

第二种,使用FileReader对象。

const reader = new FileReader();reader.onload = function (e) {  console.log(reader.result);};reader.readAsText(blob2);

File

File继承自Blob,并增加了文件相关的属性信息。

  • name:文件名
  • lastModified:最后修改时间的时间戳
  • lastModifiedDate:最后修改时间的Date对象
  • webkitRelativePath:文件的路径。在 input 中选择目录时,会设置这个属性,非标准特性。

FileList

FileList对象是File对象的集合。一般出现在:

  • <input type="file">控件,其中files属性是一个FileList
  • 拖拽事件中产生的DataTransfer对象,其中files属性会是一个FileList

属性:

  • length:可以获取当前FileList包含多少个File

方法:

  • item(index):可获取指定索引位置的File数据,一般情况下直接使用FileList[index]替代了。

FileReader

FileReader在谈Blob一节有提到过,实际上FileReader对象就是专门用来读取Blob对象的,当然也包括扩展的File对象。

属性:

  • result:文件的内容。
  • readyState:状态。0:未加载;1:正在加载;2:加载完成。
  • error:加载数据时的错误信息。

事件:

  • onload:加载成功后触发。
  • onerror:加载错误时触发。
  • onabort:加载中断时触发。
  • onloadend:加载结束后触发。
  • onloadstart:加载开始时触发。
  • onprogress:加载中触发。

方法:

  • readAsText(blob, "utf-8"):以文本形式返回数据,第二个参数可设置文本编码。
  • readAsDataURL(blob):以Data URL的形式返回数据。
  • readAsArrayBuffer(blob):以ArrayBuffer形式返回数据。
  • abort:中止操作。

如上面的示例,就是以文本形式返回数据:

const reader = new FileReader();reader.onload = function (e) {  console.log(reader.result);};reader.readAsText(blob2);

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