Blob、ArrayBuffer、File、FileReader和FormData的区别

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Blob、ArrayBuffer、File、FileReader和FormData的区别

前言

Blob、ArrayBuffer、File、FileReader、FormData这些名词总是经常看到，知道一点又好像不知道，像是同一个东西好像又不是，总是模模糊糊，最近终于下决心要弄清楚。

这些名词里：

  • Blob、ArrayBuffer、File可以归为一类，它们都是数据；

  • FileReader算是一种工具，用来读取数据；

  • FormData可以看做是一个应用数据的场景。

因此，我们首先着重区分Blob、ArrayBuffer、File，然后再对fileReader和FormData做简要介绍。

Blob

概念理解

  • Blob的全称是binary large object，表示二进制大对象，并不是前端的特有对象，而是计算机界的通用术语，MySql/Oracle数据库中，就有一种Blob类型，专门存放二进制数据。
  • MDN中官方的解释是：一个Blob对象就是一个包含有只读原始数据的类文件对象。通俗点，我们可以直接将Blob看做是一个不可修改的二进制文件。

简单来说，Blob就是一个只读的二进制文件，我们可以知道它的文件大小（size），文件类型（type），并可以对其作出分割（slice）。

使用

构造函数

直接通过new Blob()就可以创建一个Blob对象

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var aBlob = new Blob( array, options );

array(可选)：是一个由ArrayBuffer, ArrayBufferView, Blob, DOMString 等对象构成的 Array ，或者其他类似对象的混合体。（暂时可以不用理解，就可以看作是一堆数据）
options（可选）：一个对象，用来设置Blob的一些属性。主要的是一个type属性，表示Blob的类型（其他暂时也不用管）。

简单来说，就是可以通过向new Blob()传一堆数据，生成一个Blob对象

属性

  • Blob.size(只读)：Blob对象中包含的数据大小（字节）
  • Blob.type(只读)：表明该Blob对象所包含数据的MIME类型。例如若为图片，此字段就类似为’image/jpeg‘。如果类型未知，则该值为空字符串。

方法

Blob只有一个slice方法，实现对文件的分割（注意这里并不违背Blob的只读性，slice只是只是复制指定范围内的Blob数据）。

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Blob.slice(start, end ,contentType)

start:开始索引，可以为负数，语法类似于数组的slice方法。默认值为0。
end:结束索引，可以为负数，语法类似于数组的slice方法。默认值为最后一个索引。
contentType：新的Blob对象的MIME类型，这个值将会成为新的Blob对象的type属性的值，默认为一个空字符串。

Base64 => File

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//将base64转换为blob
dataURLtoBlob: function (dataurl) {
  var arr = dataurl.split(','),
      mime = arr[0].match(/:(.*?);/)[1],
      bstr = atob(arr[1]),
      n = bstr.length,
      u8arr = new Uint8Array(n);
  while (n--) {
    u8arr[n] = bstr.charCodeAt(n);
  }
  return new Blob([u8arr], {type: mime});
},
//将blob转换为file
blobToFile: function (theBlob, fileName) {
  theBlob.lastModifiedDate = new Date();
  theBlob.name = fileName;
  return theBlob;
},

Blob下载到本地

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function saveShareContent (content, fileName) {
    let downLink = document.createElement('a')
    downLink.download = fileName
    //字符内容转换为blod地址
    let blob = new Blob([content])
    downLink.href = URL.createObjectURL(blob)
    // 链接插入到页面
    document.body.appendChild(downLink)
    downLink.click()
    // 移除下载链接
    document.body.removeChild(downLink)
}

content是需要下载的内容
fileName是保存的文件的名字

原理就是利用Blob对象把需要下载的内容转换为二进制，然后借助<a>标签的href属性和download属性，实现下载。

ArrayBuffer

ArrayBuffer的概念和用法相对比较复杂（它本身不复杂，只是使用方式比较丰富），之后会在另外一篇博客作出解释，这里仅做简要说明，主要是理解它的宏观概念。

  • ArrayBuffer就是一个二进制数据通用的固定长度容器。通俗点说，就是内存上一段连续的二进制数据。
  • 我们可以对ArrayBuffer进行读写，但需要借助它提供的工具TypeArray或DataView

Blob与ArrayBuffer的关系

  • 相同点： Blob和ArrayBuffer都是二进制的容器；
  • ArrayBuffer：ArrayBuffer更底层，就是一段纯粹的内存上的二进制数据，我们可以对其任何一个字节进行单独的修改，也可以根据我们的需要以我们指定的形式读取指定范围的数据
  • Blob：Blob就是将一段二进制数据做了一个封装，我们拿到的就是一个整体，可以看到它的整体属性大小、类型；可以对其分割，但不能了解到它的细节
  • 联系：Blob可以接受一个ArrayBuffer作为参数生成一个Blob对象，此行为就相当于对ArrayBuffer数据做一个封装，之后就是以整体的形式展现了
  • 应用上的区别：由于ArrayBuffer和Blob的特性，Blob作为一个整体文件，适合用于传输；而只有需要关注细节（比如要修改某一段数据时），才需要用到ArrayBuffer

Buffer

但在处理像TCP流或文件流时，必须使用到二进制数据。因此在 Node.js中，定义了一个 Buffer 类，该类用来创建一个专门存放二进制数据的缓存区。

在 Node.js 中，Buffer 类是随 Node 内核一起发布的核心库。Buffer 库为 Node.js 带来了一种存储原始数据的方法，可以让 Node.js 处理二进制数据，每当需要在 Node.js 中处理I/O操作中移动的数据时，就有可能使用 Buffer 库。原始数据存储在 Buffer 类的实例中。一个 Buffer 类似于一个整数数组，但它对应于 V8 堆内存之外的一块原始内存。

在v6.0之前创建Buffer对象直接使用new Buffer()构造函数来创建对象实例，但是Buffer对内存的权限操作相比很大，可以直接捕获一些敏感信息，所以在v6.0以后，官方文档里面建议使用 Buffer.from() 接口去创建Buffer对象。

Buffer 与字符编码

Buffer 实例一般用于表示编码字符的序列，比如 UTF-8 、 UCS2 、 Base64 、或十六进制编码的数据。 通过使用显式的字符编码，就可以在 Buffer 实例与普通的 JavaScript 字符串之间进行相互转换。

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const buf = Buffer.from('runoob', 'ascii');

// 输出 72756e6f6f62
console.log(buf.toString('hex'));

// 输出 cnVub29i
console.log(buf.toString('base64'));

Node.js 目前支持的字符编码包括：

  • ascii - 仅支持 7 位 ASCII 数据。如果设置去掉高位的话，这种编码是非常快的。
  • utf8 - 多字节编码的 Unicode 字符。许多网页和其他文档格式都使用 UTF-8 。
  • utf16le - 2 或 4 个字节，小字节序编码的 Unicode 字符。支持代理对（U+10000 至 U+10FFFF）。
  • ucs2 - utf16le 的别名。
  • base64 - Base64 编码。
  • latin1 - 一种把 Buffer 编码成一字节编码的字符串的方式。
  • binary - latin1 的别名。
  • hex - 将每个字节编码为两个十六进制字符。

创建 Buffer 类

Buffer 提供了以下 API 来创建 Buffer 类：

  • Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])： 返回一个指定大小的 Buffer 实例，如果没有设置 fill，则默认填满 0
  • Buffer.allocUnsafe(size)： 返回一个指定大小的 Buffer 实例，但是它不会被初始化，所以它可能包含敏感的数据
  • Buffer.allocUnsafeSlow(size)
  • Buffer.from(array)： 返回一个被 array 的值初始化的新的 Buffer 实例（传入的 array 的元素只能是数字，不然就会自动被 0 覆盖）
  • Buffer.from(arrayBuffer[, byteOffset[, length]])： 返回一个新建的与给定的 ArrayBuffer 共享同一内存的 Buffer。
  • Buffer.from(buffer)： 复制传入的 Buffer 实例的数据，并返回一个新的 Buffer 实例
  • Buffer.from(string[, encoding])： 返回一个被 string 的值初始化的新的 Buffer 实例
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// 创建一个长度为 10、且用 0 填充的 Buffer。
const buf1 = Buffer.alloc(10);

// 创建一个长度为 10、且用 0x1 填充的 Buffer。 
const buf2 = Buffer.alloc(10, 1);

// 创建一个长度为 10、且未初始化的 Buffer。
// 这个方法比调用 Buffer.alloc() 更快，
// 但返回的 Buffer 实例可能包含旧数据，
// 因此需要使用 fill() 或 write() 重写。
const buf3 = Buffer.allocUnsafe(10);

// 创建一个包含 [0x1, 0x2, 0x3] 的 Buffer。
const buf4 = Buffer.from([1, 2, 3]);

// 创建一个包含 UTF-8 字节 [0x74, 0xc3, 0xa9, 0x73, 0x74] 的 Buffer。
const buf5 = Buffer.from('tést');

// 创建一个包含 Latin-1 字节 [0x74, 0xe9, 0x73, 0x74] 的 Buffer。
const buf6 = Buffer.from('tést', 'latin1');

写入缓冲区

语法

写入 Node 缓冲区的语法如下所示：

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buf.write(string[, offset[, length]][, encoding])

参数

参数描述如下：

  • string - 写入缓冲区的字符串。
  • offset - 缓冲区开始写入的索引值，默认为 0 。
  • length - 写入的字节数，默认为 buffer.length
  • encoding - 使用的编码。默认为 ‘utf8’ 。

根据 encoding 的字符编码写入 string 到 buf 中的 offset 位置。 length 参数是写入的字节数。 如果 buf 没有足够的空间保存整个字符串，则只会写入 string 的一部分。 只部分解码的字符不会被写入。

返回值

返回实际写入的大小。如果 buffer 空间不足， 则只会写入部分字符串。

实例

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buf = Buffer.alloc(256);
len = buf.write("www.psvmc.cn");

console.log("写入字节数 : "+  len);

执行以上代码，输出结果为：

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$node main.js
写入字节数 : 14

Blob => Buffer

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let reader = new FileReader();
reader.onload = function () {
  let buffer = Buffer.from(reader.result);
};
reader.readAsArrayBuffer(blob);

File

概念理解

  • file根据名字很容易理解，就是纯粹的文件。通常，表示我们使用<input type="file">选择的FileList对象，或者是使用拖拽操作搞出的DataTransfer对象。
  • file对象也是二进制对象，从属于Blob；也就是说file是Blob里的一个小类，Blob的属性和方法都可以用于file，而file自己也有自己特有的属性和方法。对于Blob和file都有的属性，推荐使用Blob的属性

File就是Blob里面的一个小类，继承Blob的方法和属性，拥有自己特有的属性。通常表示<input type="file">里的fileList对象

使用

这里就不做过多介绍了，可以直接参考MDN上的介绍

Blob => File

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//将blob转换为file
blobToFile: function (theBlob, fileName) {
  theBlob.lastModifiedDate = new Date();
  theBlob.name = fileName;
  return theBlob;
}

FileReader

  • 前面提到Blob对象时一个只读对象，但它是一个二进制对象，如果直接读取就只能拿到一堆01数据，因此需要借助专门的工具来读取，这个工具就是fileReader。

  • 通过fileReader可以将Blob读取为不同的格式，具体将在另一篇博文中讲到。

    Q：前面提到，ArrayBuffer也需要借助工具（以dataView为例）读取数据，那和fileReader有什么区别呢？
    A：我理解的，ArrayBuffer的工具dataView只是简单的读取数据，最多就是讲数据转为数字或字符串；但fileReader可以看做是多了一道编码的过程，通过FileReader.readAsDataURL(blob)就是将二进制数据读取并编码为Base64格式，FileReader.readAsText(blob)就是将二进制数据读取并编码为字符串形式。

利用FileReader结合Node.js保存Blob为本地文件

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saveMedia = (blob) => {
  let reader = new FileReader();
  let filename = this.mediaOutputPath + "/" + this.getnowstr() + "_vedio.webm";
  reader.onload = function () {
    let buffer = Buffer.from(reader.result);
    const fs = require('fs')
    fs.writeFile(filename, buffer, {}, (err, res) => {
      if (err) {
        console.error(err);
        return
      }
    })
  };
  reader.readAsArrayBuffer(blob);
};

FormData

准确来说，FormData其实与上述内容关系就不大了。它是XMLHttpRequest Level 2添加的一个新的接口，我们可以通过JavaScript用一些键值对来模拟一系列表单控件。FormData的最大优点就是，比起普通的ajax, 使用FormData我们可以异步上传一个二进制文件，而这个二进制文件，就是我们上面讲的Blob对象。