前言

很多时候我们前端开发是用不到 ArrayBuffer 的，但是用不到 ArrayBuffer 不代表我们不需要了解这个东西。本文就围绕 ArrayBuffer 来讲一下相关知识，大概需要10分钟左右就可以读完本文。

什么是ArrayBuffer？

描述

ArrayBuffer 对象用来表示通用的、固定长度的原始二进制数据缓冲区。ArrayBuffer MDN

ArrayBuffer具有如下的特性

1.ArrayBuffer 是固定长度连续内存空间的引用；
2.ArrayBuffer 对象代表存储一段二进制数据的内存；
3.ArrayBuffer 并不能直接读写，只能通过视图（Typed Array View | Data View）来读写；

创建一个Buffer

ArrayBuffer 接收一个 length 参数用于描述要创建的ArrayBuffer的大小，单位是字节。length的值应该是大于0的整数，但是如果你传入的是一个小数，那么会自动向下取整去创建。

// 创建一个长度为0的buffer
const buffer_0 = new ArrayBuffer(0); // success
// 创建一个长度为8的buffer
const buffer_1 = new ArrayBuffer(8); // success
// 创建一个长度为3的buffer
const buffer_2 = new ArrayBuffer(3); // success

根据传入不同的长度，其视图也是不一样的（后面视图部分会详细介绍不同视图的区别），根据下图可以看到，buffer实例具有byteLength属性可以获取长度。


ArrayBuffer到Blob的 JAVA arraybuffer_Data

判断是否是视图实例

ArrayBuffer有两种视图用于提供读取、写入的能力，一种是Typed Array 类型视图一种是Data View。当我们需要判断一个参数是否是符合条件的视图时，可以用isView这个方法。具体判断如下：

ArrayBuffer.isView(new Uint8Array()); // true
ArrayBuffer.isView(buffer); // false

Typed Array 和 Data View 的区别？

什么是Typed Array ？

Typed Array是一个拥有9种类型的视图集合，每一种都是一个构造函数。

Int8Array：8位有符号整数，长度1个字节，范围是[-128 ~ 128]。

Uint8Array：8位无符号整数，长度1个字节，范围是[0 ~ 255)。

Uint8ClampedArray：8位无符号整数，长度1个字节，溢出处理不同。

Int16Array：16位有符号整数，长度2个字节，范围是[-32768 ~ 32767]。

Uint16Array：16位无符号整数，长度2个字节，范围是[0 ~ 65536)。

Int32Array：32位有符号整数，长度4个字节。

Uint32Array：32位无符号整数，长度4个字节。

Float32Array：32位浮点数，长度4个字节。

Float64Array：64位浮点数，长度8个字节。

我们从开文知道ArrayBuffer存储的是字节长度，而一个字节是8位，同时根据上面每个视图的长度得知总的位数，因此可以推导出来每一个视图的取值范围具体是多少。具体的操作逻辑如下：

// 创建一个长度为8的buffer
const buffer = new ArrayBuffer(8);
// 创建一个无符号8位视图
const view = new Uint8Array(buffer);
// 赋值
view[0] = 1;
view[1] = 2;

结果如下：


ArrayBuffer到Blob的 JAVA arraybuffer_javascript_02

从上面的结果中可以看到，Uint8Array 的结果是咱们赋值时候的具体值，但是 Int16Array 为什么会是513呢？我们接着往下看：

当我们执行 view[0] = 1 时，我们在内存中开辟了一个字节的内存，具体如下图：


ArrayBuffer到Blob的 JAVA arraybuffer_Data_03

当我们执行 view[0] = 2 时，我们在内存中开辟了一个字节的内存，具体如下图：


ArrayBuffer到Blob的 JAVA arraybuffer_Data_04

以上是存放在Uint8Array时候的，视图中每一个位置存放一个字节的数值。但是如果转换成Int16Array的时候，一个位置要存放2个字节的数值。所以其中第0个位置和第1个位置的值需要放置在一起，通过下图计算可得上图的513。


ArrayBuffer到Blob的 JAVA arraybuffer_前端_05

什么是Data View ?

相较于TypedArray，DataView对ArrayBuffer的操作更加灵活。因为TypedArray操作ArrayBuffer时每个元素占用的字节大小是固定的，要么8位要么16位或者32位等等。而DataView可以从ArrayBuffer中自由的读写多种数据类型，从而控制字节顺序。

创建一个Data View
const buffer = new ArrayBuffer(8);
const view = new DataView(buffer);

创建视图后如下，可以看到原型上和(Typed View)类型视图是有区别的。


ArrayBuffer到Blob的 JAVA arraybuffer_前端_06

设置数值

原型上有以下方法用于写入和读取，

getInt8/setInt8

getUint8/setUint8

getInt16/setInt16

getUint16/setUint16

getInt32/setInt32

getUint32/setUint32

getFloat32/setFloat32

getFloat64/setFloat64

赋值代码如下：

const buffer = new ArrayBuffer(8);
const view = new DataView(buffer);
view.setInt8(0, 1);
view.setInt8(1, 2);
view.setInt8(2, 100);
view.setInt8(5, 100);

效果如下：


ArrayBuffer到Blob的 JAVA arraybuffer_java_07

ArrayBuffer与Blob的区别

ArrayBuffer对象用来表示通用的、固定长度的原始二进制数据缓冲区，Blob表示一个不可变、原始数据的类文件对象。

Blob类型只有slice方法，用于返回一个新的Blob对象，包含了原Blob对象中指定范围内的数据。

对比发现，ArrayBuffer的数据，是可以按照字节去操作的，而Blob的只能作为一个对象去处理。所以ArrayBuffer相对于Blob更接近真实的二进制，更底层。

ArrayBuffer与Blob的相互转化

var buffer = new ArrayBuffer(16)
var blob = new Blob([buffer])
var blob = new Blob([1,2,3,4,5])
var reader = new FileReader()
reader.readAsArrayBuffer(blob)
reader.onload = function(e) {// e.target.result 即为ArrayBuffer
}

ArrayBuffer使用场景

1.Ajax

传统上，服务器通过 AJAX 操作只能返回文本数据，即responseType属性默认为text。XMLHttpRequest第二版XHR2允许服务器返回二进制数据，这时分成两种情况。如果明确知道返回的二进制数据类型，可以把返回类型（responseType）设为arraybuffer；如果不知道，就设为blob。

let xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open('GET', someUrl);
xhr.responseType = 'arraybuffer';
xhr.onload = function () {let arrayBuffer = xhr.response;// ···
};
xhr.send();

2.Canvas

网页Canvas元素输出的二进制像素数据，就是 TypedArray 数组。

const canvas = document.getElementById('myCanvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');
const imageData = ctx.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
const uint8ClampedArray = imageData.data;

需要注意的是，上面代码的uint8ClampedArray虽然是一个 TypedArray 数组，但是它的视图类型是一种针对Canvas元素的专有类型Uint8ClampedArray。这个视图类型的特点，就是专门针对颜色，把每个字节解读为无符号的 8 位整数，即只能取值 0 ～ 255，而且发生运算的时候自动过滤高位溢出。这为图像处理带来了巨大的方便。

3.WebSocket

WebSocket可以通过ArrayBuffer，发送或接收二进制数据。

let socket = new WebSocket('ws://127.0.0.1:8081');
socket.binaryType = 'arraybuffer';
// Wait until socket is open
socket.addEventListener('open', function (event) {// Send binary dataconst typedArray = new Uint8Array(4);socket.send(typedArray.buffer);
});
// Receive binary data
socket.addEventListener('message', function (event) {const arrayBuffer = event.data;// ···
});

4.Fetch API

Fetch API 取回的数据，就是ArrayBuffer对象。

fetch(url)
.then(function(response){return response.arrayBuffer()
})
.then(function(arrayBuffer){// ...
});

5.File API

如果知道一个文件的二进制数据类型，也可以将这个文件读取为ArrayBuffer对象。

const fileInput = document.getElementById('fileInput');
const file = fileInput.files[0];
const reader = new FileReader();
reader.readAsArrayBuffer(file);
reader.onload = function () {const arrayBuffer = reader.result;// ···
};