Blob、ArrayBuffer和Buffer 都是前端的二进制流数据
- Blob: 前端的一个专门用于支持文件操作的二进制对象
- ArrayBuffer:前端的一个通用的二进制缓冲区,类似数组,但在API和特性上却有诸多不同
- Buffer:Node.js提供的一个二进制缓冲区,常用来处理I/O操作 他们三者的关系如下图所示
Blob
Blob
****对象表示一个不可变、原始数据的类文件对象。它的数据可以按文本或二进制的格式进行读取,也可以转换成 ReadableStream
来用于数据操作。
Blob 表示的不一定是JavaScript原生格式的数据。File
接口基于Blob
,继承了 blob 的功能并将其扩展使其支持用户系统上的文件。
要从其他非blob对象和数据构造一个 Blob
,请使用 Blob()
构造函数。要创建一个 blob 数据的子集 blob,请使用 slice()
方法。要获取用户文件系统上的文件对应的 Blob
对象
一、构造函数
Blob 构造函数的语法为:
var aBlob = new Blob(blobParts, options);
相关的参数说明如下:
- blobParts:它是一个由 ArrayBuffer,ArrayBufferView,Blob,DOMString 等对象构成的数组。DOMStrings 会被编码为 UTF-8。
- options:一个可选的对象,包含以下两个属性:
- type —— 默认值为
""
,它代表了将会被放入到 blob 中的数组内容的 MIME 类型。
- endings —— 默认值为
"transparent"
,用于指定包含行结束符n
的字符串如何被写入。它是以下两个值中的一个:"native"
,代表行结束符会被更改为适合宿主操作系统文件系统的换行符,或者"transparent"
,代表会保持 blob 中保存的结束符不变。
示例一:从字符串创建 Blob
let myBlobParts = ['<html><h2>Hello Semlinker</h2></html>']; // an array consisting of a single DOMString let myBlob = new Blob(myBlobParts, {type : 'text/html', endings: "transparent"}); // the blob console.log(myBlob.size + " bytes size"); // Output: 37 bytes size console.log(myBlob.type + " is the type"); // Output: text/html is the type
示例二:从类型化数组和字符串创建 Blob
let hello = new Uint8Array([72, 101, 108, 108, 111]); // 二进制格式的 "hello" let blob = new Blob([hello, ' ', 'semlinker'], {type: 'text/plain'});
前面我们已经知道 Blob 对象包含两个属性:
- size(只读):表示
Blob
对象中所包含数据的大小(以字节为单位)。
- type(只读):一个字符串,表明该
Blob
对象所包含数据的 MIME 类型。如果类型未知,则该值为空字符串。
二、方法
- slice([start[, end[, contentType]]]):返回一个新的 Blob 对象,包含了源 Blob 对象中指定范围内的数据。
- stream():返回一个能读取 blob 内容的
ReadableStream
。
- text():返回一个 Promise 对象且包含 blob 所有内容的 UTF-8 格式的
USVString
。
- arrayBuffer():返回一个 Promise 对象且包含 blob 所有内容的二进制格式的
ArrayBuffer
。
这里我们需要注意的是,Blob
对象是不可改变的。我们不能直接在一个 Blob 中更改数据,但是我们可以对一个 Blob 进行分割,从其中创建新的 Blob 对象,将它们混合到一个新的 Blob 中。这种行为类似于 JavaScript 字符串:我们无法更改字符串中的字符,但可以创建新的更正后的字符串。
三、Blob 使用场景
1.分片上传
File 对象是特殊类型的 Blob,且可以用在任意的 Blob 类型的上下文中。所以针对大文件传输的场景,我们可以使用 slice 方法对大文件进行切割,然后分片进行上传,具体示例如下:
const file = new File(["a".repeat(1000000)], "test.txt"); const chunkSize = 40000; const url = "https://httpbin.org/post"; async function chunkedUpload() { for (let start = 0; start < file.size; start += chunkSize) { const chunk = file.slice(start, start + chunkSize + 1); const fd = new FormData(); fd.append("data", chunk); await fetch(url, { method: "post", body: fd }).then((res) => res.text() ); } }
2 从互联网下载数据
我们可以使用以下方法从互联网上下载数据并将数据存储到 Blob 对象中,比如:
const downloadBlob = (url, callback) => { const xhr = new XMLHttpRequest() xhr.open('GET', url) xhr.responseType = 'blob' xhr.onload = () => { callback(xhr.response) } xhr.send(null) }
当然除了使用 XMLHttpRequest
API 之外,我们也可以使用 fetch
API 来实现以流的方式获取二进制数据。这里我们来看一下如何使用 fetch API 获取线上图片并本地显示,具体实现如下:
const myImage = document.querySelector('img'); const myRequest = new Request('flowers.jpg'); fetch(myRequest) .then(function(response) { return response.blob(); }) .then(function(myBlob) { let objectURL = URL.createObjectURL(myBlob); myImage.src = objectURL; });
当 fetch 请求成功的时候,我们调用 response 对象的 blob()
方法,从 response 对象中读取一个 Blob 对象,然后使用 createObjectURL()
方法创建一个 objectURL,然后把它赋值给 img
元素的 src
属性从而显示这张图片。
3 Blob 用作 URL
Blob 可以很容易的作为 <a>
、<img>
或其他标签的 URL,多亏了 type
属性,我们也可以上传/下载 Blob
对象。下面我们将举一个 Blob 文件下载的示例,不过在看具体示例前我们得简单介绍一下 Blob URL。
1.Blob URL/Object URL
Blob URL/Object URL 是一种伪协议,允许 Blob 和 File 对象用作图像,下载二进制数据链接等的 URL 源。在浏览器中,我们使用 URL.createObjectURL
方法来创建 Blob URL,该方法接收一个 Blob
对象,并为其创建一个唯一的 URL,其形式为 blob:<origin>/<uuid>
,对应的示例如下:
blob:https://example.org/40a5fb5a-d56d-4a33-b4e2-0acf6a8e5f641 复制代码
浏览器内部为每个通过 URL.createObjectURL
生成的 URL 存储了一个 URL → Blob 映射。因此,此类 URL 较短,但可以访问 Blob
。生成的 URL 仅在当前文档打开的状态下才有效。它允许引用 <img>
、<a>
中的 Blob
,但如果你访问的 Blob URL 不再存在,则会从浏览器中收到 404 错误。
上述的 Blob URL 看似很不错,但实际上它也有副作用。虽然存储了 URL → Blob 的映射,但 Blob 本身仍驻留在内存中,浏览器无法释放它。映射在文档卸载时自动清除,因此 Blob 对象随后被释放。
但是,如果应用程序寿命很长,那不会很快发生。因此,如果我们创建一个 Blob URL,即使不再需要该 Blob,它也会存在内存中。
针对这个问题,我们可以调用 URL.revokeObjectURL(url)
方法,从内部映射中删除引用,从而允许删除 Blob(如果没有其他引用),并释放内存。接下来,我们来看一下 Blob 文件下载的具体示例。
2.Blob 文件下载示例
index.html
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="UTF-8" /> <title>Blob 文件下载示例</title> </head> <body> <button id="downloadBtn">文件下载</button> <script src="index.js"></script> </body> </html>
index.js
const download = (fileName, blob) => { const link = document.createElement("a"); link.href = URL.createObjectURL(blob); link.download = fileName; link.click(); link.remove(); URL.revokeObjectURL(link.href); }; const downloadBtn = document.querySelector("#downloadBtn"); downloadBtn.addEventListener("click", (event) => { const fileName = "blob.txt"; const myBlob = new Blob(["一文彻底掌握 Blob Web API"], { type: "text/plain" }); download(fileName, myBlob); });
在示例中,我们通过调用 Blob 的构造函数来创建类型为 "text/plain" 的 Blob 对象,然后通过动态创建 a
标签来实现文件的下载。
4. Blob 转换为 Base64
URL.createObjectURL
的一个替代方法是,将 Blob
转换为 base64 编码的字符串。Base64 是一种基于 64 个可打印字符来表示二进制数据的表示方法,它常用于在处理文本数据的场合,表示、传输、存储一些二进制数据,包括 MIME 的电子邮件及 XML 的一些复杂数据。
在 MIME 格式的电子邮件中,base64 可以用来将二进制的字节序列数据编码成 ASCII 字符序列构成的文本。使用时,在传输编码方式中指定 base64。使用的字符包括大小写拉丁字母各 26 个、数字 10 个、加号 + 和斜杠 /,共 64 个字符,等号 = 用来作为后缀用途。
下面我们来介绍如何在 HTML 中嵌入 base64 编码的图片。在编写 HTML 网页时,对于一些简单图片,通常会选择将图片内容直接内嵌在网页中,从而减少不必要的网络请求,但是图片数据是二进制数据,该怎么嵌入呢?绝大多数现代浏览器都支持一种名为 Data URLs
的特性,允许使用 base64 对图片或其他文件的二进制数据进行编码,将其作为文本字符串嵌入网页中。
Data URLs 由四个部分组成:前缀(data:
)、指示数据类型的 MIME 类型、如果非文本则为可选的 base64
标记、数据本身:
data:[<mediatype>][;base64],<data>
mediatype
是个 MIME 类型的字符串,例如 "image/jpeg
" 表示 JPEG 图像文件。如果被省略,则默认值为 text/plain;charset=US-ASCII
。如果数据是文本类型,你可以直接将文本嵌入(根据文档类型,使用合适的实体字符或转义字符)。如果是二进制数据,你可以将数据进行 base64 编码之后再进行嵌入。比如嵌入一张图片:
<img alt="logo" src="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUg...">
但需要注意的是:如果图片较大,图片的色彩层次比较丰富,则不适合使用这种方式,因为该图片经过 base64 编码后的字符串非常大,会明显增大 HTML 页面的大小,从而影响加载速度。 除此之外,利用 FileReader API,我们也可以方便的实现图片本地预览功能,具体代码如下:
<input type="file" accept="image/*" onchange="loadFile(event)"> <img id="output"/> <script> const loadFile = function(event) { const reader = new FileReader(); reader.onload = function(){ const output = document.querySelector('output'); output.src = reader.result; }; reader.readAsDataURL(event.target.files[0]); }; </script>
在以上示例中,我们为 file 类型输入框绑定 onchange
事件处理函数 loadFile
,在该函数中,我们创建了一个 FileReader 对象并为该对象绑定 onload
相应的事件处理函数,然后调用 FileReader 对象的 readAsDataURL()
方法,把本地图片对应的 File 对象转换为 Data URL。
在完成本地图片预览之后,我们可以直接把图片对应的 Data URLs 数据提交到服务器。针对这种情形,服务端需要做一些相关处理,才能正常保存上传的图片,这里以 Express 为例,具体处理代码如下:
const app = require('express')(); app.post('/upload', function(req, res){ let imgData = req.body.imgData; // 获取POST请求中的base64图片数据 let base64Data = imgData.replace(/^data:image/w+;base64,/, ""); let dataBuffer = Buffer.from(base64Data, 'base64'); fs.writeFile("image.png", dataBuffer, function(err) { if(err){ res.send(err); }else{ res.send("图片上传成功!"); } }); });
对于 FileReader 对象来说,除了支持把 Blob/File 对象转换为 Data URL 之外,它还提供了 readAsArrayBuffer()
和 readAsText()
方法,用于把 Blob/File 对象转换为其它的数据格式。这里我们来看个 readAsArrayBuffer()
的使用示例:
// 从 blob 获取 arrayBuffer let fileReader = new FileReader(); fileReader.onload = function(event) { let arrayBuffer = fileReader.result; }; fileReader.readAsArrayBuffer(blob);
5. 图片压缩
在一些场合中,我们希望在上传本地图片时,先对图片进行一定的压缩,然后再提交到服务器,从而减少传输的数据量。在前端要实现图片压缩,我们可以利用 Canvas 对象提供的 toDataURL()
方法,该方法接收 type
和 encoderOptions
两个可选参数。
其中 type
表示图片格式,默认为 image/png
。而 encoderOptions
用于表示图片的质量,在指定图片格式为 image/jpeg
或 image/webp
的情况下,可以从 0 到 1 的区间内选择图片的质量。如果超出取值范围,将会使用默认值 0.92
,其他参数会被忽略。
下面我们来看一下具体如何实现图片压缩:
// compress.js const MAX_WIDTH = 800; // 图片最大宽度 function compress(base64, quality, mimeType) { let canvas = document.createElement("canvas"); let img = document.createElement("img"); img.crossOrigin = "anonymous"; return new Promise((resolve, reject) => { img.src = base64; img.onload = () => { let targetWidth, targetHeight; if (img.width > MAX_WIDTH) { targetWidth = MAX_WIDTH; targetHeight = (img.height * MAX_WIDTH) / img.width; } else { targetWidth = img.width; targetHeight = img.height; } canvas.width = targetWidth; canvas.height = targetHeight; let ctx = canvas.getContext("2d"); ctx.clearRect(0, 0, targetWidth, targetHeight); // 清除画布 ctx.drawImage(img, 0, 0, canvas.width, canvas.height); let imageData = canvas.toDataURL(mimeType, quality / 100); resolve(imageData); }; }); }
对于返回的 Data URL 格式的图片数据,为了进一步减少传输的数据量,我们可以把它转换为 Blob 对象:
function dataUrlToBlob(base64, mimeType) { let bytes = window.atob(base64.split(",")[1]); let ab = new ArrayBuffer(bytes.length); let ia = new Uint8Array(ab); for (let i = 0; i < bytes.length; i++) { ia[i] = bytes.charCodeAt(i); } return new Blob([ab], { type: mimeType }); }
在转换完成后,我们就可以压缩后的图片对应的 Blob 对象封装在 FormData 对象中,然后再通过 AJAX 提交到服务器上:
function uploadFile(url, blob) { let formData = new FormData(); let request = new XMLHttpRequest(); formData.append("image", blob); request.open("POST", url, true); request.send(formData); }
其实 Canvas 对象除了提供 toDataURL()
方法之外,它还提供了一个 toBlob()
方法,该方法的语法如下:
canvas.toBlob(callback, mimeType, qualityArgument)
和 toDataURL()
方法相比,toBlob()
方法是异步的,因此多了个 callback
参数,这个 callback
回调方法默认的第一个参数就是转换好的 blob
文件信息。
介绍完上述的内容,我们来看一下本地图片压缩完整的示例:
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="UTF-8" /> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" /> <title>本地图片压缩</title> </head> <body> <input type="file" accept="image/*" onchange="loadFile(event)" /> <script src="./compress.js"></script> <script> const loadFile = function (event) { const reader = new FileReader(); reader.onload = async function () { let compressedDataURL = await compress( reader.result, 90, "image/jpeg" ); let compressedImageBlob = dataUrlToBlob(compressedDataURL); uploadFile("https://httpbin.org/post", compressedImageBlob); }; reader.readAsDataURL(event.target.files[0]); }; </script> </body> </html>
6. 生成 PDF 文档
PDF(便携式文件格式,Portable Document Format)是由 Adobe Systems 在 1993 年用于文件交换所发展出的文件格式。在浏览器端,利用一些现成的开源库,比如 jsPDF,我们也可以方便地生成 PDF 文档。
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="UTF-8" /> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" /> <title>客户端生成 PDF 示例</title> </head> <body> <h3>客户端生成 PDF 示例</h3> <script src="https://unpkg.com/jspdf@latest/dist/jspdf.min.js"></script> <script> (function generatePdf() { const doc = new jsPDF(); doc.text("Hello semlinker!", 66, 88); const blob = new Blob([doc.output()], { type: "application/pdf" }); blob.text().then((blobAsText) => { console.log(blobAsText); }); })(); </script> </body> </html>
在以上示例中,我们首先创建 PDF 文档对象,然后调用该对象上的 text()
方法在指定的坐标点上添加 Hello semlinker!
文本,然后我们利用生成的 PDF 内容来创建对应的 Blob 对象,需要注意的是我们设置 Blob 的类型为 application/pdf
,最后我们把 Blob 对象中保存的内容转换为文本并输出到控制台。由于内容较多,这里我们只列出少部分输出结果:
%PDF-1.3 %ºß¬à 3 0 obj <</Type /Page /Parent 1 0 R /Resources 2 0 R /MediaBox [0 0 595.28 841.89] /Contents 4 0 R >> endobj ....
其实 jsPDF 除了支持纯文本之外,它也可以生成带图片的 PDF 文档,比如:
let imgData = 'data:image/jpeg;base64,/9j/4AAQSkZJRgABAQEASABIAAD/...' let doc = new jsPDF(); doc.setFontSize(40) doc.text(35, 25, 'Paranyan loves jsPDF') doc.addImage(imgData, 'JPEG', 15, 40, 180, 160)
Blob 的应用场景还很多,这里我们就不一一列举了,感兴趣的小伙伴可以自行查阅相关资料。
四、Blob 与 ArrayBuffer 的区别
ArrayBuffer 对象用于表示通用的,固定长度的原始二进制数据缓冲区。你不能直接操纵 ArrayBuffer 的内容,而是需要创建一个类型化数组对象或 DataView 对象,该对象以特定格式表示缓冲区,并使用该对象读取和写入缓冲区的内容。
Blob 类型的对象表示不可变的类似文件对象的原始数据。Blob 表示的不一定是 JavaScript 原生格式的数据。File 接口基于 Blob,继承了Blob 功能并将其扩展为支持用户系统上的文件