在Node、ES2015出现之前，前端工程师只需要进行一些简单的字符串或DOM操作就可以满足业务需要，所以对二进制数据是比较陌生。node出现以后，前端面对的技术场景发生了变化，可以深入到网络传输、文件操作、图片处理等领域，而这些操作都与二进制数据紧密相关。
Node里面的buffer，是一个二进制数据容器，数据结构类似与数组，数组里面的方法在buffer都存在(slice操作的结果不一样)。下面就从源码(v6.0版本)层面分析，揭开buffer操作的面纱。
1. buffer的基本使用
在Node 6.0以前，直接使用new Buffer，但是这种方式存在两个问题:
参数复杂: 内存分配，还是内存分配+内容写入，需要根据参数来确定
安全隐患: 分配到的内存可能还存储着旧数据，这样就存在安全隐患
// 本来只想申请一块内存，但是里面却存在旧数据 const buf1 = new Buffer(10) // <Buffer 90 09 70 6b bf 7f 00 00 50 3a> // 不小心，旧数据就被读取出来了 buf1.toString() // '�\tpk�\u0000\u0000P:'
为了解决上述问题，Buffer提供了Buffer.from、Buffer.alloc、Buffer.allocUnsafe、Buffer.allocUnsafeSlow四个方法来申请内存。
// 申请10个字节的内存 const buf2 = Buffer.alloc(10) // <Buffer 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00> // 默认情况下，用0进行填充 buf2.toString() //'\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000' // 上述操作就相当于 const buf1 = new Buffer(10); buf.fill(0); buf.toString(); // '\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000\u0000'
2. buffer的结构
buffer是一个典型的javascript与c++结合的模块，其性能部分用c++实现，非性能部分用javascript来实现。
下面看看buffer模块的内部结构:
exports.Buffer = Buffer; exports.SlowBuffer = SlowBuffer; exports.INSPECT_MAX_BYTES = 50; exports.kMaxLength = binding.kMaxLength;
buffer模块提供了4个接口:
Buffer: 二进制数据容器类，node启动时默认加载
SlowBuffer: 同样也是二进制数据容器类，不过直接进行内存申请
INSPECT_MAX_BYTES: 限制bufObject.inspect()输出的长度
kMaxLength: 一次性内存分配的上限，大小为(2^31 - 1)
其中，由于Buffer经常使用，所以node在启动的时候，就已经加载了Buffer，而其他三个，仍然需要使用require('buffer').***。
关于buffer的内存申请、填充、修改等涉及性能问题的操作，均通过c++里面的node_buffer.cc来实现:
// c++里面的node_buffer namespace node { bool zero_fill_all_buffers = false; namespace Buffer { ... } } NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE_BUILTIN(buffer, node::Buffer::Initialize)
3. 内存分配的策略
Node中Buffer内存分配太过常见，从系统性能考虑出发，Buffer采用了如下的管理策略。
3.1 Buffer.from
Buffer.from(value, ...)用于申请内存，并将内容写入刚刚申请的内存中，value值是多样的，Buffer是如何处理的呢？让我们一起看看源码:
Buffer.from = function(value, encodingOrOffset, length) { if (typeof value === 'number') throw new TypeError('"value" argument must not be a number'); if (value instanceof ArrayBuffer) return fromArrayBuffer(value, encodingOrOffset, length); if (typeof value === 'string') return fromString(value, encodingOrOffset); return fromObject(value); };
value可以分成三类:
ArrayBuffer的实例: ArrayBuffer是ES2015里面引入的，用于在浏览器端直接操作二进制数据，这样Node就与ES2015关联起来，同时，新创建的Buffer与ArrayBuffer内存是共享的
string: 该方法实现了将字符串转变为Buffer
Buffer/TypeArray/Array: 会进行值的copy
3.1.1 ArrayBuffer的实例
Node v6与时俱进，将浏览器、node中对二进制数据的操作关联起来，同时二者会进行内存的共享。
var b = new ArrayBuffer(4); var v1 = new Uint8Array(b); var buf = Buffer.from(b) console.log('first, typeArray: ', v1) // first, typeArray: Uint8Array [ 0, 0, 0, 0 ] console.log('first, Buffer: ', buf) // first, Buffer: <Buffer 00 00 00 00> v1[0] = 12 console.log('second, typeArray: ', v1) // second, typeArray: Uint8Array [ 12, 0, 0, 0 ] console.log('second, Buffer: ', buf) // second, Buffer: <Buffer 0c 00 00 00>
在上述操作中，对ArrayBuffer的操作，引起Buffer值的修改，说明二者在内存上是同享的，再从源码层面了解下这个过程:
// buffer.js Buffer.from(arrayBuffer, ...)进入的分支: function fromArrayBuffer(obj, byteOffset, length) { byteOffset >>>= 0; if (typeof length === 'undefined') return binding.createFromArrayBuffer(obj, byteOffset); length >>>= 0; return binding.createFromArrayBuffer(obj, byteOffset, length); } // c++ 模块中的node_buffer: void CreateFromArrayBuffer(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) { ... Local<ArrayBuffer> ab = args[0].As<ArrayBuffer>(); ... Local<Uint8Array> ui = Uint8Array::New(ab, offset, max_length); ... args.GetReturnValue().Set(ui); }
3.1.2 string
可以实现字符串与Buffer之间的转换，同时考虑到操作的性能，采用了一些优化策略避免频繁进行内存分配: