Buffer结构

背景
js语言没有读取或操作二进制数据流的机制，Buffer类被引入作为Nodejs API的一部分，使其可以在tcp流或文件系统操作等场景中处理二进制数据流；

模块结构

类似于数组的对象，元素是16进制的两位数，表示0-255的数值(一个8位的字节)，不同编码的字符串占用的元素个数各不相同—UTF-8编码中文字占用3个元素，字母和半角标点符号占用1个元素；主要用于操作字节。
Buffer元素赋值：

若小于0，将该值逐次加256，直到为0-255之间的整数；
若大于255，就逐次减256，直到为0-255区间的整数；
若为小数，舍弃小数部分，保留整数部分；

Buffer内存分配

Buffer对象所占内存不是通过V8分配，属于V8堆外物理内存(在Node的c++层申请内存，在js中分配内存)，Buffer实例代表了V8引擎分配的一段内存，Node在进程启动时已经加载了Buffer模块(内建模块)，无须require()即可直接使用—new Buffer(string/n)：n指定Buffer长度/string是将其进编码后的字节流用十六进制形式写入Buffer中。
buffer与字节流：Buffer算是一个内存容器，字符进行编码后（在计算机以二进制形式存储），每个字节转为十六进制的表示方式存储在Buffer中，即Buffer是二进制数据；

以"严"字为例： utf-8编码是“11100100 10111000 10100101”，转成十六进制就是E4B8A5；

Buffer的转换

字符串转Buffer

通过构造函数完成：
- Buffer.from(str,[encoding])；存储的只能是一种编码类型，encoding不传参时，默认按utf-8编码进行转码和存储；
通过write()方法：
- buf.write(string, [offset], [length], [encoding])；可以存储多种编码转化后的内容；

Buffer转字符串

toString()方法：
- buf.toString([encoding], [start], [end])；需要指定对应的编码，才能转换为正常的编码；

Buffer的拼接

坑：乱码情况

从输入流中读取内容：data += chunk等价于data = data.toString() + chunk.toString()；
分析：data事件中获取的chunk对象是Buffer对象，在utf-8中，字母占一个字节，但是文字占3个字节，因此当输入流有宽字节编码时，宽字节字符串可能存在截断的情况，在调用toString()时以乱码显示。

乱码

解决乱码

setEncoding(encoding)：针对“+=”拼接Buffer情况—以utf8编码为例
让data事件中传递不再是一个Buffer对象，而是编码后的字符串，但触发data事件的次数没变，即设置编码并未改变按段读取的方式，其原理：
（1）在调用setEncoding()时，可读流对象在内部设置了一个decoder对象；
（2）data事件中先通过decoder对象对Buffer到字符串的解码，然后传递给调用者 — data事件中不再接收原始的Buffer对象了；
原理:decoder对象来自string_decoder模块的StringDecoder实例，在得到编码字节流后，知道宽字节字符串在utf8编码下是3个字节的方式存储的，在第一次解码时将截断部分保留，和下一次读入的剩余部分组合在一起再进行转码。

setEncoding()解决乱码
正确拼接Buffer
（1）用一个数组来存储接收的所有Buffer片段，并记录所有片段的总长度；
（2）调用Buffer.concat(arr[, length])(将一组Buffer对象(在数组中)合并成一个Buffer对象)生成一个合并的Buffer对象(length指定其长度)；

Buffer.concat()
（3）通过buf.toString(encoding)；buf为合并后的Buffer；
注：在应用中，我们主要操作字符串，但在网络传输中，都需要转换为Buffer以进行二进制数据传输；

文件读取

（1）fs.createReadStream(path, opts)：pots里可以通过highWaterMark参数指定一次性读取的片段大小；

文件流的过程

在遇到文件尾或文件本身就小于Buffer的大小时：Buffer会有剩余空间，这些空间会留给下次fs.read使用，当剩余空间小于128字节时，会重新分配新的Buffer对象；
一个Buffer对象完成使命后，有后续任务会分配新的Buffer对象，旧的Buffer对象会被释放，等待回收；

创建Buffer实例步骤

第一步：Buffer.rom(str[, encoding]/arr/buffer实例) / Buffer.alloc()创建Buffer对象；
第二步：Buffer类会根据传入的字符串/数字/数组的大小分配新的buffer池还是使用旧的—以8KB为界来区分buf是大对象还是小对象；
（1）若buf大小大于8KB，则Buffer类返回一个slowbuffer实例给buf存储；
（2）若buf大小小于8KB：
* buf大小小于当前buffer池内剩余的空间，则将此buf存放在当前buffer池，和其他buf实例共享这个8KB的内存池；
* buf大小大于当前buffer池内剩余的空间，则将分配新的buffer池给这个buf实例；
（3）若buf大小等于0kB，则将zerobuffer实例返回给buf实例—所有0大小的buffer实例都是一个；
第三步：若传入的参数是字符串/数组/buf实例时，在创建buf实例时会将内容写入分配的buffer内存中
（1）若是字符串，通过buf.write()写入；
（2）若是buf实例，通过buf.copy()写入；
（3）若是数组，将循环将数组内容写入buf池；
第四步：Buffer类将调用c++接口，把数据写入内存，利用V8接口建立起内存地址和js对象之间的引用；