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10分钟速览 JavaScript 处理二进制数据与文件

在 Web 开发中，当我们处理文件时（创建，上传，下载），经常会遇到二进制数据。另一个典型的应用场景是图像处理。
这些都可以通过 JavaScript 进行处理，而且二进制操作性能更高。
不过，在 JavaScript 中有很多种二进制数据格式，会有点容易混淆。仅举几个例子：

  • ArrayBuffer，Uint8Array，DataView，Blob，File 及其他。

ArrayBuffer 二进制数组

基本的二进制对象是 ArrayBuffer —— 对固定长度的连续内存空间的引用。

let buffer =newArrayBuffer(16);// 创建一个长度为 16 的 bufferalert(buffer.byteLength);// 16

它会分配一个 16 字节的连续内存空间，并用 0 进行预填充。
注意：ArrayBuffer 并不是一个数组，它只是一个连续的内存区域，仅仅用来暂存一下数据。

操作 ArrayBuffer 中的数据

ArrayBuffer

是核心对象，是所有的基础，是原始的二进制数据。
如果要操作 ArrayBuffer，我们需要使用“视图”对象。

视图对象本身并不存储任何东西。它是一副“眼镜”，透过它来解释存储在 ArrayBuffer 中的字节。同样的东西用不同的方式来解析是不同的。
比如同样一个 16 字节 ArrayBuffer 中的二进制数据可以解释为 16 个“小数字”，或 8 个更大的数字（每个数字 2 个字节），或 4 个更大的数字（每个数字 4 个字节），或 2 个高精度的浮点数（每个数字 8 个字节）。

类型化视图

这里默认提供了几副固定了视角的眼镜：

  • Uint8Array —— 将 ArrayBuffer 中的每个字节视为 0 到 255 之间的单个数字（每个字节是 8 位，因此只能容纳那么多）。这称为 “8 位无符号整数”。
  • Uint16Array —— 将每 2 个字节视为一个 0 到 65535 之间的整数。这称为 “16 位无符号整数”。
  • Uint32Array —— 将每 4 个字节视为一个 0 到 4294967295 之间的整数。这称为 “32 位无符号整数”。
  • Float64Array —— 将每 8 个字节视为一个 5.0x10-324 到 1.8x10308 之间的浮点数。

DataView

DataView 是在 ArrayBuffer 上的一种特殊的超灵活“未类型化”视图。上面类型化的眼镜，一戴上视角就固定了，所有的数据都已固定格式解析。而 DataView 这幅眼镜，视角是可调的，戴上后，想要什么视角就能调什么视角。

  • 对于类型化的数组，构造器决定了其格式。整个数组应该是统一的。第 i 个数字是 arr[i]。
  • 通过 DataView，我们可以使用 .getUint8(i) 或 .getUint16(i) 之类的方法访问数据。我们在调用方法时选择格式，而不是在构造的时候。

TextDecoder 和 TextEncoder

内建的 

TextDecoder

对象在给定缓冲区（buffer）和编码格式（encoding）的情况下，允许将值读取为实际的 JavaScript 字符串。

  • 例如，我们收到了一个包含文本数据的文件，TextDecoder 可以解析为文本。
TextEncoder

做相反的事情 —— 将字符串转换为字节。

Blob

arrayBuffer，Uint8Array 及其他 BufferSource 是“二进制数据”，而 

Blob

则表示“具有类型的二进制数据”，比 arrBuffer 层级更高。
Blob 带类型，所以很容易解析成对应文件，可以将 Blob 看成某种文件的二进制形式。比如图片的二进制形式。
又因为 Blob 的类型通常是 MIME 类型，所以 Blob 对象很适用于在浏览器中上传/下载。

XMLHttpRequest，fetch 等进行 Web 请求的方法可以自然地使用 Blob，当然也可以使用其他类型的二进制数据。

我们可以轻松地在 Blob 和低级别的二进制数据类型之间进行转换：

  • 我们可以使用 new Blob(...) 构造函数从一个类型化数组（typed array）中创建 Blob。
  • 反过来，我们也可以使用 blob.arrayBuffer() 从 Blob 中取回 arrayBuffer，然后在其上创建一个视图（view），用于低级别的二进制处理。

当我们需要处理大型 blob 时，将其转换为 

stream

非常有用。你可以轻松地从 blob 创建 

ReadableStream

。Blob 接口的 

stream()

方法返回一个 ReadableStream，其在被读取时返回 blob 中包含的数据。

Blob 组成

Blob 由一个可选的字符串 type（）和 blobParts 组成。blobParts 部分通常是一系列其他 Blob 对象，字符串 或 BufferSource。
image.png
构造函数的语法为：

newBlob(blobParts, options);
  • blobParts 是 Blob/BufferSource/String 类型的值的数组。
  • options 可选对象： - type —— Blob 类型，通常是 MIME 类型，例如 image/png，- endings —— 是否转换换行符，使 Blob 对应于当前操作系统的换行符（\r\n 或 \n）。默认为 “transparent”（啥也不做），不过也可以是 “native”（转换）。
// 从字符串创建 Bloblet blob =newBlob(["<html>…</html>"],{type:'text/html'});// 请注意：第一个参数必须是一个数组 [...]// 从类型化数组（typed array）和字符串创建 Bloblet hello =newUint8Array([72,101,108,108,111]);// 二进制格式的 "hello"let blob =newBlob([hello,' ','world'],{type:'text/plain'});

Blob 操作

Blob 对象是不可改变的。
我们无法直接在 Blob 中更改数据，但我们可以通过 slice 获得 Blob 的多个部分，从这些部分创建新的 Blob 对象，将它们组成新的 Blob，等。就像字符串一样，无法只能更改内容，但可以拼接、删除得到一个新字符串。

用 slice 方法来提取 Blob 片段：

blob.slice([byteStart],[byteEnd],[contentType]);
  • byteStart —— 起始字节，默认为 0。
  • byteEnd —— 最后一个字节（不包括，默认为最后）。
  • contentType —— 新 blob 的 type，默认与源 blob 相同。

参数值类似于 array.slice，也允许是负数。

Blob 用作 URL 请求的内容

URL.createObjectURL(blob)

可以为在内存中的 Blob 创建一个唯一的 URL。URL 形式为 

blob:<origin>/<uuid>

。
浏览器内部将 URL 和 Blob 形成映射关系。通过这个短短的 URL 就可以访问到 Blob 了。这个 URL 用到， 等标签，Blob 数据就会作为请求的内容被下载。

<!-- download 特性（attribute）强制浏览器下载而不是导航 --><adownload="hello.txt"href='#'id="link">Download</a><script>let blob =newBlob(["Hello, world!"],{type:'text/plain'});

  link.href =URL.createObjectURL(blob);</script>

点击 a 标签链接就会下载一个名为 hello.txt 的文件，文件内容为 hello, world！

有一个问题，Blob 始终存在内存中，当确认使用完后，我们可以手动将指向它的引用，也就是创建的 URL 断开。

URL.revokeObjectURL(url)

从内部映射中移除引用。

Blob 转成 base64

除了使用

URL.createObjectURL

转成 URL 进行映射内存下载外，还可以将 Blob 数据转换为 base64-编码的字符串数据。

  • 这种编码将二进制数据表示为一个由 0 到 64 的 ASCII 码组成的字符串，非常安全且“可读“。 - 这个字符串本身就是数据，数据在字里行间。
  • 并且编码适用面更广，可以在任何地方使用这种 url，尤其是可以在data-url上使用。 - Data URL，即前缀为 data: 协议的 URL，其允许内容创建者向文档中嵌入小文件。

我们使用内建的 

FileReader

对象来将 Blob 转换为 base64。它可以将 Blob 中的数据读取为多种格式。

let link = document.createElement('a');
link.download ='hello.txt';let blob =newBlob(['Hello, world!'],{type:'text/plain'});let reader =newFileReader();
reader.readAsDataURL(blob);// 将 Blob 转换为 base64 并调用 onload

reader.onload=function(){
  link.href = reader.result;// data url
  link.click();};

两种下载文件的方式对比：
URL.createObjectURL(blob)：

  • 如果介意内存，我们需要撤销（revoke）它们。
  • 直接访问 Blob，无需“编码/解码”

Blob 转换为 data url：

  • 无需撤销（revoke）任何操作。
  • 对大的 Blob 进行编码时，性能和内存会有损耗。

Image 转换为 blob 上传

我们可以创建一个图像（image）的、图像的一部分、或者甚至创建一个页面截图的 Blob。这样方便将其上传至其他地方。

Blob 转换为 ArrayBuffer

Blob 构造器允许从几乎任何东西创建 blob，包括任何 BufferSource。
但是，如果我们需要执行低级别的处理时，我们可以从 

blob.arrayBuffer()

中获取最低级别的 ArrayBuffer：

// 从 bolb 获取 arrayBufferconst bufferPromise =await blob.arrayBuffer();// 或
blob.arrayBuffer().then(buffer=>/* 处理 ArrayBuffer */);

Blob 转换为 Stream

什么是 stream 流？
流会将你想要从网络接受的资源分成一个个小的分块，然后按位处理它。现在浏览器就是这么干的，看视频边缓冲边继续看。
以前，如果我们想要处理某种资源（如视频、文本文件等），我们必须下载完整的文件，等待它反序列化成适当的格式，比如视频数据转成 mp4 格式，然后在完整地接收到所有的内容后再进行处理播放。

当 blob 很大时，我们就可以转成 stream，更好的上传和下载。

Blob 接口里的 stream() 方法返回一个 ReadableStream，在被读取时可以返回 Blob 中包含的数据。

// 从 blob 获取可读流（readableStream）const readableStream = blob.stream();const stream = readableStream.getReader();while(true){// 对于每次迭代：value 是下一个 blob 数据片段let{ done, value }=await stream.read();if(done){// 读取完毕，stream 里已经没有数据了
    console.log('all blob processed.');break;}// 对刚从 blob 中读取的数据片段做一些处理
  console.log(value);}

File 和 FileReader

File 对象继承自 Blob，并扩展了与文件系统相关的功能。虽然 Blob 相对 ArrayBuffer 已经是高级对象了，但用起来还是不够方便，所以就有了更高级的对象。

获取 file 对象

有两种方式获取文件对象：

  1. 手动构造函数创建：new File(fileParts, fileName, [options])- fileParts —— Blob/BufferSource/String 类型值的数组。- fileName —— 文件名字符串。- options —— 可选对象： - lastModified —— 最后一次修改的时间戳（整数日期）。
  2. 操作系统提供，比如从 或拖放或其他浏览器接口来获取文件的时候，操作系统就会提供文件的信息。

由于 File 是继承自 Blob 的，所以 File 对象具有相同的属性，附加：

  • name —— 文件名，
  • lastModified —— 最后一次修改的时间戳。

举个例子：我们从 中获取 File 对象的方式：

<input type="file" onchange="showFile(this)"><script>functionshowFile(input){let file = input.files[0];alert(`File name: ${file.name}`);// 例如 my.pngalert(`Last modified: ${file.lastModified}`);// 例如 1552830408824}</script>

FileReader

FileReader 是一个对象，其唯一目的是从 Blob（因此也从 File）对象中读取数据。
可以读取为以下三种格式：

  • 字符串（readAsText）。
  • ArrayBuffer（readAsArrayBuffer）。
  • data url，base-64 编码（readAsDataURL）。

但是，在很多情况下，我们不必读取文件内容。就像我们处理 blob 一样，我们可以使用 URL.createObjectURL(file) 创建一个短的 url，并将其赋给 或 。这样，文件便可以下载文件或者将其呈现为图像，作为 canvas 等的一部分。

而且，如果我们要通过网络发送一个 File，那也很容易：像 XMLHttpRequest 或 fetch 等网络 API 本身就接受 File 对象。

https://zh.javascript.info/

标签： javascript 前端 edge浏览器
本文转载自: https://blog.csdn.net/qq_43220213/article/details/129329780
版权归原作者 卡列尼娜翠花 所有， 如有侵权，请联系我们删除。
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