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学Node必须掌握的Buffer和Stream

jiezi

本文并不介绍 Buffer 和 Stream 使用的 api，而是把对 Buffer 和 Stream 的理解带给大家。

之前发了篇文章《Nodejs 核心模块简介》，笼统的介绍了下 Events 模块、fs 模块、stream 的使用、http 模块。

文章也在我的 github 博客上，欢迎订阅。

因为想学好 node 这些东西几乎是必须掌握的。这篇文章来说一下在 node 中几乎无处不在的 Buffer 和 Stream，什么是 Buffer 以及它和 Stream 到底什么关系？马上揭晓。

Buffer

Buffer 是个类数组的对象，可以把它当做数组更好理解些，只不过里面存的是二进制数据。

先创建个 buffer 来看看它打印出来的样子：

const str = 'hello';
const buf = Buffer.from(str);

console.log(buf); // <Buffer 68 65 6c 6c 6f>

buf 里装的数据是字符串 hello，而 buf 的长度为 5，hello 的长度也是 5，所以 Buffer 中每个元素占一个字节（英文每个字母是一个字节）。

Buffer 是什么

从代码使用来看，Buffer 是类数组对象。
从内存角度看，Buffer 是在内存中开辟的一块区域。

Buffer 翻译过来是 缓冲器, 它主要用来暂存数据。

为了更好理解，用大白话把上面哪句翻译一下：Buffer 就是我们常坐的 公交车 ， 人就是数据，人上车就表示在 Buffer 中输入数据，到站了人就下车，Buffer 里的数据就会输出

比如我们填写完表单，发送 http 请求到服务端，我们的数据就会暂存在 Buffer 中，服务端取的数据就是从暂存的 Buffer 里取的

Buffer 里装的是什么

废话！装的当然是数据了！没错 是数据 …

<Buffer 68 65 6c 6c 6f>, 从刚才打印结果看，Buffer 显示的每个元素都是 十六进制，但这只是为了方面查看，在控制台显示时是十六进制而已。。。

这里问问大家，数据在内存中是什么？没错 是二进制，就是类似 010101 这样的东西。
为什么以二进制存在？因为电脑读写的数据都是 电信号 ！而电信号就是 0 和1。

好在我们可以把二进制、十进制、十六进制等进行转换，所以 Buffer 的每个元素看上去是十六进制，其实内存里存的都是二进制。

Buffer 的每个元素取值范围是多少呢？

  • 00 – ff（十六进制）
  • 0 – 255（十进制）
  • 00000000 – 11111111（二进制）

255 这个数字肯定见过不少，比如 css 中的 rgba 每个值的范围是 0-255

而 255 其实跟 ASCII 码 紧紧相连，回顾一下上面代码中打印 hello 的 buffer：<Buffer 68 65 6c 6c 6f>，然后对照下面这个 ASCII 表

再对照 buffer 里的每个元素：

是不是一下就明白了，原来数据就是这样纸的呀。
当然，上面的 hello 使用的是国际统一码，是 0 - 127，后 128 个 (128—255) 称为扩展 ASCII 码，目前许多基于 x86 的系统都支持使用扩展（或“高”）ASCII。

Stream 与 Buffer

亲！先把进制问题和 ASCII 码放一边，现在你的脑子里只有 人和 公交车。

Stream 翻译过来就是流，流动的意思，《Nodejs 核心模块简介》里也简单的介绍了这块内容，有兴趣可以看看。

既然 Stream 是流动的，那它跟 Buffer 到底有啥联系？

现在回到 人和公交车 的问题，上面说 人 是数据,公交车 本身是 Buffer，Buffer 里有没有数据 取决于 人在不在里面。

注意，我上面说的是 公交车本身，没有说公交车有没有在跑。

所以，聪明的你猜到了，跑着的公交车就是 Stream。

流的原则是：有源头、有终点、源头流向终点。
公交车就是这样，从起点发车，载着数据 (人) 往终点跑。

光说不行，来看一段代码：

const fileReadStream = fs.createReadStream('./logs/hello.log');
const fileWriteStream = fs.createWriteStream('./logs/hello2.log');

fileReadStream.on('data', chunk => {console.log(chunk);
  fileWriteStream.write(chunk); 
});

打印结果如下：

从图看出，hello.log数据很多，一个 buffer（公交车）装不完，打印了好几次的 chunk 才完成写入，每个 chunk 都是一个 buffer，都填满了数据 (人)。流可以看成是公交司机，流的作用就是将 buffer 从一个地方(起点) 运送的另一个地方(终点)。

总结

现在捋一下：

  1. Buffer 就是在内存中开辟一段空间，用来装数据的
  2. 数据都是二进制的，记住电信号（010101）
  3. Stream 的三大原则：有源头、有终点、源头流向终点。
  4. Stream 就像司机，它的作用就是将装着数据的 Buffer 开向终点
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