网站开发的毕业设计题目,wordpress windows live writer,淮南网站建设好的公司,西安有哪些网站建设外包公司好ArrayBuffer ArrayBuffer对象、TypedArray视图和DataView视图是 JavaScript 操作二进制数据的一个接口。它们都是以数组的语法处理二进制数据#xff0c;所以统称为二进制数组。 二进制数组由三类对象组成。 #xff08;1#xff09;ArrayBuffer对象#xff1a; 代表内存之…ArrayBuffer ArrayBuffer对象、TypedArray视图和DataView视图是 JavaScript 操作二进制数据的一个接口。它们都是以数组的语法处理二进制数据所以统称为二进制数组。 二进制数组由三类对象组成。 1ArrayBuffer对象 代表内存之中的一段二进制数据可以通过“视图”进行操作。“视图”部署了数组接口这意味着可以用数组的方法操作内存。 2TypedArray视图 共包括 9 种类型的视图比如Uint8Array无符号 8 位整数数组视图, Int16Array16 位整数数组视图, Float32Array32 位浮点数数组视图等等。 3DataView视图 可以自定义复合格式的视图比如第一个字节是 Uint8无符号 8 位整数、第二、三个字节是 Int1616 位整数、第四个字节开始是 Float3232 位浮点数等等此外还可以自定义字节序。 简单说ArrayBuffer对象代表原始的二进制数据TypedArray视图用来读写简单类型的二进制数据DataView视图用来读写复杂类型的二进制数据。 TypedArray视图支持的数据类型一共有 9 种DataView视图支持除Uint8C以外的其他 8 种。 数据类型字节长度含义对应的 C 语言类型Int818 位带符号整数signed charUint818 位不带符号整数unsigned charUint8C18 位不带符号整数自动过滤溢出unsigned charInt16216 位带符号整数shortUint16216 位不带符号整数unsigned shortInt32432 位带符号整数intUint32432 位不带符号的整数unsigned intFloat32432 位浮点数floatFloat64864 位浮点数double注意二进制数组并不是真正的数组而是类似数组的对象。 很多浏览器操作的 API用到了二进制数组操作二进制数据下面是其中的几个。 File APIXMLHttpRequestFetch APICanvasWebSockets1.ArrayBuffer 对象 概述 ArrayBuffer对象代表储存二进制数据的一段内存它不能直接读写只能通过视图TypedArray视图和DataView视图)来读写视图的作用是以指定格式解读二进制数据。 ArrayBuffer也是一个构造函数可以分配一段可以存放数据的连续内存区域。 const buf new ArrayBuffer(32); 上面代码生成了一段 32 字节的内存区域每个字节的值默认都是 0。可以看到ArrayBuffer构造函数的参数是所需要的内存大小单位字节。 为了读写这段内容需要为它指定视图。DataView视图的创建需要提供ArrayBuffer对象实例作为参数。 const buf new ArrayBuffer(32);
const dataView new DataView(buf);
dataView.getUint8(0) // 0, 参数表示读取的起始位置 上面代码对一段 32 字节的内存建立DataView视图然后以不带符号的 8 位整数格式从头读取 8 位二进制数据结果得到 0因为原始内存的ArrayBuffer对象默认所有位都是 0。 另一种TypedArray视图与DataView视图的一个区别是它不是一个构造函数而是一组构造函数代表不同的数据格式。 const buffer new ArrayBuffer(12);const x1 new Int32Array(buffer);
x1[0] 1;
const x2 new Uint8Array(buffer);
x2[0] 2;console.log(x1[0]); //2 上面代码对同一段内存分别建立两种视图32 位带符号整数Int32Array构造函数和 8 位不带符号整数Uint8Array构造函数。由于两个视图对应的是同一段内存一个视图修改底层内存会影响到另一个视图。 TypedArray视图的构造函数除了接受ArrayBuffer实例作为参数还可以接受普通数组作为参数直接分配内存生成底层的ArrayBuffer实例并同时完成对这段内存的赋值。 const typedArray new Uint8Array([0,1,2]);
console.log(typedArray.length);//3typedArray[0] 5;
console.log(typedArray);//Uint8Array [ 5, 1, 2 ] 上面代码使用TypedArray视图的Uint8Array构造函数新建一个不带符号的 8 位整数视图。可以看到Uint8Array直接使用普通数组作为参数对底层内存的赋值同时完成。 ArrayBuffer.prototype.byteLength ArrayBuffer实例的byteLength属性返回所分配的内存区域的字节长度。 const buff new ArrayBuffer(32);
console.log(buff.byteLength);//32 如果要分配的内存区域很大有可能分配失败因为没有那么多的连续空余内存所以有必要检查是否分配成功。 if (buffer.byteLength n) {// 成功
} else {// 失败
} ArrayBuffer.prototype.slice() ArrayBuffer实例有一个slice方法允许将内存区域的一部分拷贝生成一个新的ArrayBuffer对象。 const buff new ArrayBuffer(32);
console.log(buff.byteLength);//32
const newBuffer buff.slice(0, 3); 上面代码拷贝buffer对象的前 3 个字节从 0 开始到第 3 个字节前面结束生成一个新的ArrayBuffer对象。 slice方法其实包含两步第一步是先分配一段新内存第二步是将原来那个ArrayBuffer对象拷贝过去。 slice方法接受两个参数第一个参数表示拷贝开始的字节序号含该字节第二个参数表示拷贝截止的字节序号不含该字节。如果省略第二个参数则默认到原ArrayBuffer对象的结尾。 除了slice方法ArrayBuffer对象不提供任何直接读写内存的方法只允许在其上方建立视图然后通过视图读写。 ArrayBuffer.isView() ArrayBuffer有一个静态方法isView返回一个布尔值表示参数是否为ArrayBuffer的视图实例。这个方法大致相当于判断参数是否为TypedArray实例或DataView实例。 const buffer new ArrayBuffer(8);
ArrayBuffer.isView(buffer) // falseconst v new Int32Array(buffer);
ArrayBuffer.isView(v) // true 2.TypedArray 视图 概述 ArrayBuffer对象作为内存区域可以存放多种类型的数据。同一段内存不同数据有不同的解读方式这就叫做“视图”view。 ArrayBuffer有两种视图一种是TypedArray视图另一种是DataView视图。前者的数组成员都是同一个数据类型后者的数组成员可以是不同的数据类型。 目前TypedArray视图一共包括 9 种类型每一种视图都是一种构造函数。 Int8Array8 位有符号整数长度 1 个字节。Uint8Array8 位无符号整数长度 1 个字节。Uint8ClampedArray8 位无符号整数长度 1 个字节溢出处理不同。Int16Array16 位有符号整数长度 2 个字节。Uint16Array16 位无符号整数长度 2 个字节。Int32Array32 位有符号整数长度 4 个字节。Uint32Array32 位无符号整数长度 4 个字节。Float32Array32 位浮点数长度 4 个字节。Float64Array64 位浮点数长度 8 个字节。这 9 个构造函数生成的数组统称为TypedArray视图。 它们很像普通数组都有length属性都能用方括号运算符[]获取单个元素所有数组的方法在它们上面都能使用。 普通数组与 TypedArray 数组的差异主要在以下方面。 TypedArray 数组的所有成员都是同一种类型。TypedArray 数组的成员是连续的不会有空位。TypedArray 数组成员的默认值为 0。比如new Array(10)返回一个普通数组里面没有任何成员只是 10 个空位new Uint8Array(10)返回一个 TypedArray 数组里面 10 个成员都是 0。TypedArray 数组只是一层视图本身不储存数据它的数据都储存在底层的ArrayBuffer对象之中要获取底层对象必须使用buffer属性。前三条像Java的int类型数组同种类型连续无空位默认为0第四条是说视图是一种操作的封装。 构造函数 TypedArray 数组提供 9 种构造函数用来生成相应类型的数组实例。 构造函数有多种用法。 1TypedArray(buffer, byteOffset0, length?) 同一个ArrayBuffer对象之上可以根据不同的数据类型建立多个视图。 // 创建一个8字节的ArrayBuffer
const b new ArrayBuffer(8);// 创建一个指向b的Int32视图开始于字节0直到缓冲区的末尾
const v1 new Int32Array(b);// 创建一个指向b的Uint8视图开始于字节2直到缓冲区的末尾
const v2 new Uint8Array(b, 2);// 创建一个指向b的Int16视图开始于字节2长度为2
const v3 new Int16Array(b, 2, 2); 上面代码在一段长度为 8 个字节的内存b之上生成了三个视图v1、v2和v3。三个视图表示对同一段内存数据的不同操作方式。 视图的构造函数可以接受三个参数 第一个参数必需视图对应的底层ArrayBuffer对象。第二个参数可选视图开始的字节序号默认从 0 开始。第三个参数可选视图包含的数据个数默认直到本段内存区域结束。因此v1、v2和v3是重叠的 v1[0]是一个 32 位整数指向字节 0 字节 332位整数每个成员占4字节8字节内存生成了2个成员 v2[0]是一个 8 位无符号整数每个成员占1字节8字节内存生成了8个成员这里即第2个成员指向字节 2 v3[0]是一个 16 位整数每个成员占2字节8字节内存生成4个成员从第2个字节开始存2字节这里是第2个成员指向字节 2 字节 3。 所以只要任何一个视图对内存有所修改就会在另外两个视图上反应出来。 注意byteOffset必须与所要建立的数据类型一致否则会报错。 const buffer new ArrayBuffer(8);
const i16 new Int16Array(buffer, 1);
// Uncaught RangeError: start offset of Int16Array should be a multiple of 2 上面代码中新生成一个 8 个字节的ArrayBuffer对象然后在这个对象的第一个字节建立带符号的 16 位整数视图结果报错。因为带符号的 16 位整数需要两个字节所以byteOffset参数必须能够被 2 整除。也就是说TypedArray视图数组操作的对象不能小于本身最小长度 如果想从任意字节开始解读ArrayBuffer对象必须使用DataView视图因为TypedArray视图只提供 9 种固定的解读格式。 2TypedArray(length) 视图还可以不通过ArrayBuffer对象直接分配内存而生成。 const f64a new Float64Array(8);//8个0
f64a[0] 10;
f64a[1] 20;
f64a[2] f64a[0] f64a[1];//10203000000 上面代码生成一个 8 个成员的Float64Array数组共 64 字节然后依次对每个成员赋值。这时视图构造函数的参数就是成员的个数。可以看到视图数组的赋值操作与普通数组的操作毫无两样。 注意ArrayBuffer构造函数的参数是所需要的内存大小单位字节。TypedArray构造函数的参数是指包含数组成员的个数单位位每个成员8字节。 3TypedArray(typedArray) TypedArray 数组的构造函数可以接受另一个TypedArray实例作为参数。 const typedArray new Int8Array(new Uint8Array(4)); //0000 上面代码中Int8Array构造函数接受一个Uint8Array实例作为参数。 注意此时生成的新数组只是复制了参数数组的值对应的底层内存是不一样的。新数组会开辟一段新的内存储存数据不会在原数组的内存之上建立视图。 const x new Int8Array([1, 1]);
const y new Int8Array(x);
x[0] // 1
y[0] // 1x[0] 2;
y[0] // 1 上面代码中数组y是以数组x为模板而生成的当x变动的时候y并没有变动。 如果想基于同一段内存构造不同的视图可以采用下面的写法。 const x new Int8Array([1, 1]);
const y new Int8Array(x.buffer);
x[0] // 1
y[0] // 1x[0] 2;
y[0] // 2 4TypedArray(arrayLikeObject) 构造函数的参数也可以是一个普通数组然后直接生成TypedArray实例。 const typedArray new Uint8Array([1, 2, 3, 4]); 注意这时TypedArray视图会重新开辟内存不会在原数组的内存上建立视图。 上面代码从一个普通的数组生成一个 8 位无符号整数的TypedArray实例。该数组有4个成员每一个都是8位无符号整数。 TypedArray 数组也可以转换回普通数组。 const normalArray [...typedArray];
// or
const normalArray Array.from(typedArray);
// or
const normalArray Array.prototype.slice.call(typedArray); 数组方法 普通数组的操作方法和属性对 TypedArray 数组完全适用。 TypedArray.prototype.copyWithin(target, start[, end this.length])TypedArray.prototype.entries()TypedArray.prototype.every(callbackfn, thisArg?)TypedArray.prototype.fill(value, start0, endthis.length)TypedArray.prototype.filter(callbackfn, thisArg?)TypedArray.prototype.find(predicate, thisArg?)TypedArray.prototype.findIndex(predicate, thisArg?)TypedArray.prototype.forEach(callbackfn, thisArg?)TypedArray.prototype.indexOf(searchElement, fromIndex0)TypedArray.prototype.join(separator)TypedArray.prototype.keys()TypedArray.prototype.lastIndexOf(searchElement, fromIndex?)TypedArray.prototype.map(callbackfn, thisArg?)TypedArray.prototype.reduce(callbackfn, initialValue?)TypedArray.prototype.reduceRight(callbackfn, initialValue?)TypedArray.prototype.reverse()TypedArray.prototype.slice(start0, endthis.length)TypedArray.prototype.some(callbackfn, thisArg?)TypedArray.prototype.sort(comparefn)TypedArray.prototype.toLocaleString(reserved1?, reserved2?)TypedArray.prototype.toString()TypedArray.prototype.values() 上面所有方法的用法请参阅数组方法的介绍这里不再重复了。 注意TypedArray 数组没有concat方法。如果想要合并多个 TypedArray 数组可以用下面这个函数。 1 function concatenate(resultConstructor, ...arrays) {2 let totalLength 0;3 for (let arr of arrays) {4 totalLength arr.length;5 }6 let result new resultConstructor(totalLength);7 let offset 0;8 for (let arr of arrays) {9 result.set(arr, offset);
10 offset arr.length;
11 }
12 return result;
13 }
14
15 concatenate(Uint8Array, Uint8Array.of(1, 2), Uint8Array.of(3, 4))
16 // Uint8Array [1, 2, 3, 4] 另外TypedArray 数组与普通数组一样部署了 Iterator 接口所以可以被遍历。 let ui8 Uint8Array.of(0, 1, 2);
for (let byte of ui8) {console.log(byte);
}
// 0
// 1
// 2 字节序 字节序指的是数值在内存中的表示方式。 const buffer new ArrayBuffer(16);
const int32View new Int32Array(buffer);for (let i 0; i int32View.length; i) {int32View[i] i * 2;
} 上面代码生成一个 16 字节的ArrayBuffer对象然后在它的基础上建立了一个 32 位整数的视图。由于每个 32 位整数占据 4 个字节所以一共可以写入 4 个整数依次为 0246。 如果在这段数据上接着建立一个 16 位整数的视图则可以读出完全不一样的结果。 const int16View new Int16Array(buffer);for (let i 0; i int16View.length; i) {console.log(Entry i : int16View[i]);
}
// Entry 0: 0
// Entry 1: 0
// Entry 2: 2
// Entry 3: 0
// Entry 4: 4
// Entry 5: 0
// Entry 6: 6
// Entry 7: 0 由于每个 16 位整数占据 2 个字节所以整个ArrayBuffer对象现在分成 8 段。然后由于 x86 体系的计算机都采用小端字节序little endian相对重要的字节排在后面的内存地址相对不重要字节排在前面的内存地址所以就得到了上面的结果。 比如一个占据四个字节的 16 进制数0x12345678决定其大小的最重要的字节是“12”最不重要的是“78”。小端字节序将最不重要的字节排在前面储存顺序就是78563412大端字节序则完全相反将最重要的字节排在前面储存顺序就是12345678。目前所有个人电脑几乎都是小端字节序所以 TypedArray 数组内部也采用小端字节序读写数据或者更准确的说按照本机操作系统设定的字节序读写数据。 这并不意味大端字节序不重要事实上很多网络设备和特定的操作系统采用的是大端字节序。这就带来一个严重的问题如果一段数据是大端字节序TypedArray 数组将无法正确解析因为它只能处理小端字节序为了解决这个问题JavaScript 引入DataView对象可以设定字节序下文会详细介绍。 下面是另一个例子。 // 假定某段buffer包含如下字节 [0x02, 0x01, 0x03, 0x07]
const buffer new ArrayBuffer(4);
const v1 new Uint8Array(buffer);
v1[0] 2;
v1[1] 1;
v1[2] 3;
v1[3] 7;const uInt16View new Uint16Array(buffer);// 计算机采用小端字节序
// 所以头两个字节等于258
if (uInt16View[0] 258) {console.log(OK); // OK
}// 赋值运算
uInt16View[0] 255; // 字节变为[0xFF, 0x00, 0x03, 0x07]
uInt16View[0] 0xff05; // 字节变为[0x05, 0xFF, 0x03, 0x07]
uInt16View[1] 0x0210; // 字节变为[0x05, 0xFF, 0x10, 0x02] 下面的函数可以用来判断当前视图是小端字节序还是大端字节序。 1 const BIG_ENDIAN Symbol(BIG_ENDIAN);2 const LITTLE_ENDIAN Symbol(LITTLE_ENDIAN);3 4 function getPlatformEndianness() {5 let arr32 Uint32Array.of(0x12345678);6 let arr8 new Uint8Array(arr32.buffer);7 switch ((arr8[0]*0x1000000) (arr8[1]*0x10000) (arr8[2]*0x100) (arr8[3])) {8 case 0x12345678:9 return BIG_ENDIAN;
10 case 0x78563412:
11 return LITTLE_ENDIAN;
12 default:
13 throw new Error(Unknown endianness);
14 }
15 } 总之与普通数组相比TypedArray 数组的最大优点就是可以直接操作内存不需要数据类型转换所以速度快得多。 BYTES_PER_ELEMENT 属性 每一种视图的构造函数都有一个BYTES_PER_ELEMENT属性表示这种数据类型占据的字节数。 Int8Array.BYTES_PER_ELEMENT // 1
Uint8Array.BYTES_PER_ELEMENT // 1
Uint8ClampedArray.BYTES_PER_ELEMENT // 1
Int16Array.BYTES_PER_ELEMENT // 2
Uint16Array.BYTES_PER_ELEMENT // 2
Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT // 4
Uint32Array.BYTES_PER_ELEMENT // 4
Float32Array.BYTES_PER_ELEMENT // 4
Float64Array.BYTES_PER_ELEMENT // 8 这个属性在TypedArray实例上也能获取即有TypedArray.prototype.BYTES_PER_ELEMENT。 ArrayBuffer 与字符串的互相转换 ArrayBuffer转为字符串或者字符串转为ArrayBuffer有一个前提即字符串的编码方法是确定的。假定字符串采用 UTF-16 编码JavaScript 的内部编码方式可以自己编写转换函数。 1 // ArrayBuffer 转为字符串参数为 ArrayBuffer 对象2 function ab2str(buf) {3 // 注意如果是大型二进制数组为了避免溢出4 // 必须一个一个字符地转5 if (buf buf.byteLength 1024) {6 return String.fromCharCode.apply(null, new Uint16Array(buf));7 }8 9 const bufView new Uint16Array(buf);
10 const len bufView.length;
11 const bstr new Array(len);
12 for (let i 0; i len; i) {
13 bstr[i] String.fromCharCode.call(null, bufView[i]);
14 }
15 return bstr.join();
16 }
17
18 // 字符串转为 ArrayBuffer 对象参数为字符串
19 function str2ab(str) {
20 const buf new ArrayBuffer(str.length * 2); // 每个字符占用2个字节
21 const bufView new Uint16Array(buf);
22 for (let i 0, strLen str.length; i strLen; i) {
23 bufView[i] str.charCodeAt(i);
24 }
25 return buf;
26 } 溢出 不同的视图类型所能容纳的数值范围是确定的。超出这个范围就会出现溢出。比如8 位视图只能容纳一个 8 位的二进制值如果放入一个 9 位的值就会溢出。 TypedArray 数组的溢出处理规则简单来说就是抛弃溢出的位然后按照视图类型进行解释。 const uint8 new Uint8Array(1);uint8[0] 256;
uint8[0] // 0uint8[0] -1;
uint8[0] // 255 上面代码中uint8是一个 8 位视图而 256 的二进制形式是一个 9 位的值100000000这时就会发生溢出。根据规则只会保留后 8 位即00000000。uint8视图的解释规则是无符号的 8 位整数所以00000000就是0。 负数在计算机内部采用“2 的补码”表示也就是说将对应的正数值进行否运算然后加1。比如-1对应的正值是1进行否运算以后得到11111110再加上1就是补码形式11111111。uint8按照无符号的 8 位整数解释11111111返回结果就是255。 一个简单转换规则可以这样表示。 正向溢出overflow当输入值大于当前数据类型的最大值结果等于当前数据类型的最小值加上余值再减去 1。负向溢出underflow当输入值小于当前数据类型的最小值结果等于当前数据类型的最大值减去余值的绝对值再加上 1。上面的“余值”就是模运算的结果即 JavaScript 里面的%运算符的结果。 12 % 4 // 0
12 % 5 // 2 上面代码中12 除以 4 是没有余值的而除以 5 会得到余值 2。 请看下面的例子。 const int8 new Int8Array(1);int8[0] 128;
int8[0] // -128int8[0] -129;
int8[0] // 127 上面例子中int8是一个带符号的 8 位整数视图它的最大值是 127最小值是-128。输入值为128时相当于正向溢出1根据“最小值加上余值128 除以 127 的余值是 1再减去 1”的规则就会返回-128输入值为-129时相当于负向溢出1根据“最大值减去余值的绝对值-129 除以-128 的余值的绝对值是 1再加上 1”的规则就会返回127。 Uint8ClampedArray视图的溢出规则与上面的规则不同。它规定凡是发生正向溢出该值一律等于当前数据类型的最大值即 255如果发生负向溢出该值一律等于当前数据类型的最小值即 0。 onst uint8c new Uint8ClampedArray(1);uint8c[0] 256;
uint8c[0] // 255uint8c[0] -1;
uint8c[0] // 0 上面例子中uint8C是一个Uint8ClampedArray视图正向溢出时都返回 255负向溢出都返回 0。 TypedArray.prototype.buffer TypedArray实例的buffer属性返回整段内存区域对应的ArrayBuffer对象。该属性为只读属性。 const a new Float32Array(64);
const b new Uint8Array(a.buffer); 上面代码的a视图对象和b视图对象对应同一个ArrayBuffer对象即同一段内存。 TypedArray.prototype.byteLengthTypedArray.prototype.byteOffset byteLength属性返回 TypedArray 数组占据的内存长度单位为字节。byteOffset属性返回 TypedArray 数组从底层ArrayBuffer对象的哪个字节开始。这两个属性都是只读属性。 const b new ArrayBuffer(8);const v1 new Int32Array(b);
const v2 new Uint8Array(b, 2);
const v3 new Int16Array(b, 2, 2);v1.byteLength // 8
v2.byteLength // 6
v3.byteLength // 4v1.byteOffset // 0
v2.byteOffset // 2
v3.byteOffset // 2 TypedArray.prototype.length length属性表示 TypedArray 数组含有多少个成员。注意将byteLength属性和length属性区分前者是字节长度后者是成员长度。 const a new Int16Array(8);a.length // 8
a.byteLength // 16 TypedArray.prototype.set() TypedArray 数组的set方法用于复制数组普通数组或 TypedArray 数组也就是将一段内容完全复制到另一段内存。 const a new Uint8Array(8);
const b new Uint8Array(8);b.set(a); 上面代码复制a数组的内容到b数组它是整段内存的复制比一个个拷贝成员的那种复制快得多。 set方法还可以接受第二个参数表示从b对象的哪一个成员开始复制a对象。 const a new Uint16Array(8);
const b new Uint16Array(10);b.set(a, 2) 上面代码的b数组比a数组多两个成员所以从b[2]开始复制。 TypedArray.prototype.subarray() subarray方法是对于 TypedArray 数组的一部分再建立一个新的视图。 const a new Uint16Array(8);
const b a.subarray(2,3);a.byteLength // 16
b.byteLength // 2 subarray方法的第一个参数是起始的成员序号第二个参数是结束的成员序号不含该成员如果省略则包含剩余的全部成员。所以上面代码的a.subarray(2,3)意味着 b 只包含a[2]一个成员字节长度为 2。 TypedArray.prototype.slice() TypeArray 实例的slice方法可以返回一个指定位置的新的TypedArray实例。 let ui8 Uint8Array.of(0, 1, 2);
ui8.slice(-1)
// Uint8Array [ 2 ] 上面代码中ui8是 8 位无符号整数数组视图的一个实例。它的slice方法可以从当前视图之中返回一个新的视图实例。 slice方法的参数表示原数组的具体位置开始生成新数组。负值表示逆向的位置即-1 为倒数第一个位置-2 表示倒数第二个位置以此类推。 TypedArray.of() TypedArray 数组的所有构造函数都有一个静态方法of用于将参数转为一个TypedArray实例。 Float32Array.of(0.151, -8, 3.7)
// Float32Array [ 0.151, -8, 3.7 ] 下面三种方法都会生成同样一个 TypedArray 数组。 // 方法一
let tarr new Uint8Array([1,2,3]);// 方法二
let tarr Uint8Array.of(1,2,3);// 方法三
let tarr new Uint8Array(3);
tarr[0] 1;
tarr[1] 2;
tarr[2] 3; TypedArray.from() 静态方法from接受一个可遍历的数据结构比如数组作为参数返回一个基于这个结构的TypedArray实例。 Uint16Array.from([0, 1, 2])
// Uint16Array [ 0, 1, 2 ] 这个方法还可以将一种TypedArray实例转为另一种。 const ui16 Uint16Array.from(Uint8Array.of(0, 1, 2));
ui16 instanceof Uint16Array // true from方法还可以接受一个函数作为第二个参数用来对每个元素进行遍历功能类似map方法。 Int8Array.of(127, 126, 125).map(x 2 * x)
// Int8Array [ -2, -4, -6 ]Int16Array.from(Int8Array.of(127, 126, 125), x 2 * x)
// Int16Array [ 254, 252, 250 ] 上面的例子中from方法没有发生溢出这说明遍历不是针对原来的 8 位整数数组。也就是说from会将第一个参数指定的 TypedArray 数组拷贝到另一段内存之中处理之后再将结果转成指定的数组格式。 3.复合视图 由于视图的构造函数可以指定起始位置和长度所以在同一段内存之中可以依次存放不同类型的数据这叫做“复合视图”。 const buffer new ArrayBuffer(24);const idView new Uint32Array(buffer, 0, 1);
const usernameView new Uint8Array(buffer, 4, 16);
const amountDueView new Float32Array(buffer, 20, 1); new ArrayBuffer()构造函数分配一段指定字节的内存空间new TypeArray()用来生成对应类型的数据实例存到内存空间中。 上面代码将一个 24 字节长度的ArrayBuffer对象分成三个部分 字节 0 到字节 31 个 32 位无符号整数字节 4 到字节 1916 个 8 位整数字节 20 到字节 231 个 32 位浮点数这种数据结构可以用如下的 C 语言描述 struct someStruct {unsigned long id;char username[16];float amountDue;
}; 4.DataView 视图 如果一段数据包括多种类型比如服务器传来的 HTTP 数据这时除了建立ArrayBuffer对象的复合视图以外还可以通过DataView视图进行操作。 DataView视图提供更多操作选项而且支持设定字节序。 本来在设计目的上ArrayBuffer对象的各种TypedArray视图是用来向网卡、声卡之类的本机设备传送数据所以使用本机的字节序就可以了 而DataView视图的设计目的是用来处理网络设备传来的数据所以大端字节序或小端字节序是可以自行设定的。 DataView视图本身也是构造函数接受一个ArrayBuffer对象作为参数生成视图。 DataView(ArrayBuffer buffer [, 字节起始位置 [, 长度]]); 例子 const buffer new ArrayBuffer(24);
const dv new DataView(buffer); DataView实例有以下属性含义与TypedArray实例的同名方法相同。 DataView.prototype.buffer返回对应的 ArrayBuffer 对象DataView.prototype.byteLength返回占据的内存字节长度DataView.prototype.byteOffset返回当前视图从对应的 ArrayBuffer 对象的哪个字节开始DataView 的读取 DataView实例提供 8 个方法读取内存。 getInt8读取 1 个字节返回一个 8 位整数。getUint8读取 1 个字节返回一个无符号的 8 位整数。getInt16读取 2 个字节返回一个 16 位整数。getUint16读取 2 个字节返回一个无符号的 16 位整数。getInt32读取 4 个字节返回一个 32 位整数。getUint32读取 4 个字节返回一个无符号的 32 位整数。getFloat32读取 4 个字节返回一个 32 位浮点数。getFloat64读取 8 个字节返回一个 64 位浮点数。这一系列get方法的参数都是一个字节序号不能是负数否则会报错表示从哪个字节开始读取。 // 从第一个字节开始读取8位无符号整数
const v1 dv.getUint8(0);// 从第2个字节开始读取16位有符号整数,占2个字节
const v2 dv.getInt16(1);// 从第4个字节开始读取16位有符号整数,2个字节
const v3 dv.getInt16(3); 上面代码读取了ArrayBuffer对象的前 5 个字节其中有一个 8 位整数和两个十六位整数。 如果一次读取两个或两个以上字节就必须明确数据的存储方式到底是小端字节序还是大端字节序。 默认情况下DataView的get方法使用大端字节序解读数据如果需要使用小端字节序解读必须在get方法的第二个参数指定true。 // 小端字节序
const v1 dv.getUint16(1, true);// 大端字节序
const v2 dv.getUint16(3, false);// 大端字节序
const v3 dv.getUint16(3); DataView 的写入 DataView 视图提供 8 个方法写入内存。 setInt8写入 1 个字节的 8 位整数。setUint8写入 1 个字节的 8 位无符号整数。setInt16写入 2 个字节的 16 位整数。setUint16写入 2 个字节的 16 位无符号整数。setInt32写入 4 个字节的 32 位整数。setUint32写入 4 个字节的 32 位无符号整数。setFloat32写入 4 个字节的 32 位浮点数。setFloat64写入 8 个字节的 64 位浮点数。这一系列set方法接受两个参数 第一个参数是字节序号表示从哪个字节开始写入第二个参数为写入的数据。 对于那些写入两个或两个以上字节的方法需要指定第三个参数false或者undefined表示使用大端字节序写入true表示使用小端字节序写入。即默认大端字节序写入。 // 在第1个字节以大端字节序写入值为25的32位整数
dv.setInt32(0, 25, false);// 在第5个字节以大端字节序写入值为25的32位整数
dv.setInt32(4, 25);// 在第9个字节以小端字节序写入值为2.5的32位浮点数
dv.setFloat32(8, 2.5, true); 如果不确定正在使用的计算机的字节序可以采用下面的判断方式。 const littleEndian (function() {const buffer new ArrayBuffer(2);new DataView(buffer).setInt16(0, 256, true);return new Int16Array(buffer)[0] 256;
})(); 如果返回true就是小端字节序如果返回false就是大端字节序。 5.二进制数组的应用 大量的 Web API 用到了ArrayBuffer对象和它的视图对象。 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(); 如果知道传回来的是 32 位整数可以像下面这样处理。 xhr.onreadystatechange function () {if (req.readyState 4 ) {const arrayResponse xhr.response;const dataView new DataView(arrayResponse);const ints new Uint32Array(dataView.byteLength / 4);xhrDiv.style.backgroundColor #00FF00;xhrDiv.innerText Array is ints.length uints long;}
} 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。 举例来说如果把像素的颜色值设为Uint8Array类型那么乘以一个 gamma 值的时候就必须这样计算 u8[i] Math.min(255, Math.max(0, u8[i] * gamma)); 因为Uint8Array类型对于大于 255 的运算结果比如0xFF1会自动变为0x00所以图像处理必须要像上面这样算。这样做很麻烦而且影响性能。如果将颜色值设为Uint8ClampedArray类型计算就简化许多。 pixels[i] * gamma; Uint8ClampedArray类型确保将小于 0 的值设为 0将大于 255 的值设为 255。注意IE 10 不支持该类型。 WebSocket WebSocket可以通过ArrayBuffer发送或接收二进制数据。 1 let socket new WebSocket(ws://127.0.0.1:8081);2 socket.binaryType arraybuffer;3 4 // Wait until socket is open5 socket.addEventListener(open, function (event) {6 // Send binary data7 const typedArray new Uint8Array(4);8 socket.send(typedArray.buffer);9 });
10
11 // Receive binary data
12 socket.addEventListener(message, function (event) {
13 const arrayBuffer event.data;
14 // ···
15 }); 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){// ...
}); 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;// ···
}; 下面以处理 bmp 文件为例。假定file变量是一个指向 bmp 文件的文件对象首先读取文件。 const fileInput document.getElementById(fileInput);
const file fileInput.files[0];
const reader new FileReader();
reader.readAsArrayBuffer(file);
reader.onload function () {const arrayBuffer reader.result;// ···
}; 下面以处理 bmp 文件为例。假定file变量是一个指向 bmp 文件的文件对象首先读取文件。 const reader new FileReader();
reader.addEventListener(load, processimage, false);
reader.readAsArrayBuffer(file); 然后定义处理图像的回调函数先在二进制数据之上建立一个DataView视图再建立一个bitmap对象用于存放处理后的数据最后将图像展示在Canvas元素之中。 function processimage(e) {const buffer e.target.result;const datav new DataView(buffer);const bitmap {};// 具体的处理步骤
} 具体处理图像数据时先处理 bmp 的文件头。具体每个文件头的格式和定义请参阅有关资料。 bitmap.fileheader {};
bitmap.fileheader.bfType datav.getUint16(0, true);
bitmap.fileheader.bfSize datav.getUint32(2, true);
bitmap.fileheader.bfReserved1 datav.getUint16(6, true);
bitmap.fileheader.bfReserved2 datav.getUint16(8, true);
bitmap.fileheader.bfOffBits datav.getUint32(10, true); 接着处理图像元信息部分。 bitmap.infoheader {};
bitmap.infoheader.biSize datav.getUint32(14, true);
bitmap.infoheader.biWidth datav.getUint32(18, true);
bitmap.infoheader.biHeight datav.getUint32(22, true);
bitmap.infoheader.biPlanes datav.getUint16(26, true);
bitmap.infoheader.biBitCount datav.getUint16(28, true);
bitmap.infoheader.biCompression datav.getUint32(30, true);
bitmap.infoheader.biSizeImage datav.getUint32(34, true);
bitmap.infoheader.biXPelsPerMeter datav.getUint32(38, true);
bitmap.infoheader.biYPelsPerMeter datav.getUint32(42, true);
bitmap.infoheader.biClrUsed datav.getUint32(46, true);
bitmap.infoheader.biClrImportant datav.getUint32(50, true); 最后处理图像本身的像素信息。 const start bitmap.fileheader.bfOffBits;
bitmap.pixels new Uint8Array(buffer, start); 至此图像文件的数据全部处理完成。下一步可以根据需要进行图像变形或者转换格式或者展示在Canvas网页元素之中。 6.SharedArrayBuffer JavaScript 是单线程的Web worker 引入了多线程主线程用来与用户互动Worker 线程用来承担计算任务。每个线程的数据都是隔离的通过postMessage()通信。下面是一个例子。 // 主线程
const w new Worker(myworker.js); 上面代码中主线程新建了一个 Worker 线程。该线程与主线程之间会有一个通信渠道主线程通过w.postMessage向 Worker 线程发消息同时通过message事件监听 Worker 线程的回应。 // 主线程
w.postMessage(hi);
w.onmessage function (ev) {console.log(ev.data);
} 上面代码中主线程先发一个消息hi然后在监听到 Worker 线程的回应后就将其打印出来。 Worker 线程也是通过监听message事件来获取主线程发来的消息并作出反应。 // Worker 线程
onmessage function (ev) {console.log(ev.data);postMessage(ho);
} 线程之间的数据交换可以是各种格式不仅仅是字符串也可以是二进制数据。这种交换采用的是复制机制即一个进程将需要分享的数据复制一份通过postMessage方法交给另一个进程。如果数据量比较大这种通信的效率显然比较低。很容易想到这时可以留出一块内存区域由主线程与 Worker 线程共享两方都可以读写那么就会大大提高效率协作起来也会比较简单不像postMessage那么麻烦。 然后线程安全问题也就随之而来。 ES2017 引入SharedArrayBuffer允许 Worker 线程与主线程共享同一块内存。SharedArrayBuffer的 API 与ArrayBuffer一模一样唯一的区别是后者无法共享数据。 // 主线程// 新建 1KB 共享内存
const sharedBuffer new SharedArrayBuffer(1024);// 主线程将共享内存的地址发送出去
w.postMessage(sharedBuffer);// 在共享内存上建立视图供写入数据
const sharedArray new Int32Array(sharedBuffer); 上面代码中postMessage方法的参数是SharedArrayBuffer对象。 Worker 线程从事件的data属性上面取到数据。 // Worker 线程
onmessage function (ev) {// 主线程共享的数据就是 1KB 的共享内存const sharedBuffer ev.data;// 在共享内存上建立视图方便读写const sharedArray new Int32Array(sharedBuffer);// ...
}; 共享内存也可以在 Worker 线程创建发给主线程。 SharedArrayBuffer与ArrayBuffer一样本身是无法读写的必须在上面建立视图然后通过视图读写。 // 分配 10 万个 32 位整数占据的内存空间
const sab new SharedArrayBuffer(Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * 100000);// 建立 32 位整数视图
const ia new Int32Array(sab); // ia.length 100000// 新建一个质数生成器
const primes new PrimeGenerator();// 将 10 万个质数写入这段内存空间
for ( let i0 ; i ia.length ; i )ia[i] primes.next();// 向 Worker 线程发送这段共享内存
w.postMessage(ia); Worker 线程收到数据后的处理如下。 // Worker 线程
let ia;
onmessage function (ev) {ia ev.data;console.log(ia.length); // 100000console.log(ia[37]); // 输出 163因为这是第38个质数
}; 7.线程锁实现对象Atomics 多线程共享内存最大的问题就是如何防止两个线程同时修改某个地址或者说当一个线程修改共享内存以后必须有一个机制让其他线程同步。SharedArrayBuffer API 提供Atomics对象保证所有共享内存的操作都是“原子性”的并且可以在所有线程内同步。 什么叫“原子性操作”呢现代编程语言中一条普通的命令被编译器处理以后会变成多条机器指令。如果是单线程运行这是没有问题的多线程环境并且共享内存时就会出问题因为这一组机器指令的运行期间可能会插入其他线程的指令从而导致运行结果出错。请看下面的例子。 // 主线程
ia[42] 314159; // 原先的值 191
ia[37] 123456; // 原先的值 163// Worker 线程
console.log(ia[37]);
console.log(ia[42]);
// 可能的结果
// 123456
// 191 上面代码中主线程的原始顺序是先对 42 号位置赋值再对 37 号位置赋值。但是编译器和 CPU 为了优化可能会改变这两个操作的执行顺序因为它们之间互不依赖先对 37 号位置赋值再对 42 号位置赋值。而执行到一半的时候Worker 线程可能就会来读取数据导致打印出123456和191。 下面是另一个例子。 // 主线程
const sab new SharedArrayBuffer(Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * 100000);
const ia new Int32Array(sab);for (let i 0; i ia.length; i) {ia[i] primes.next(); // 将质数放入 ia
}// worker 线程
ia[112]; // 错误
Atomics.add(ia, 112, 1); // 正确 上面代码中Worker 线程直接改写共享内存ia[112]是不正确的。因为这行语句会被编译成多条机器指令这些指令之间无法保证不会插入其他进程的指令。请设想如果两个线程同时ia[112]很可能它们得到的结果都是不正确的。 Atomics对象就是为了解决这个问题而提出它可以保证一个操作所对应的多条机器指令一定是作为一个整体运行的中间不会被打断。也就是说它所涉及的操作都可以看作是原子性的单操作这可以避免线程竞争提高多线程共享内存时的操作安全。所以ia[112]要改写成Atomics.add(ia, 112, 1)。 Atomics对象提供多种方法。 1Atomics.store()Atomics.load() store()方法用来向共享内存写入数据load()方法用来从共享内存读出数据。比起直接的读写操作它们的好处是保证了读写操作的原子性。 此外它们还用来解决一个问题多个线程使用共享内存的某个位置作为开关flag一旦该位置的值变了就执行特定操作。这时必须保证该位置的赋值操作一定是在它前面的所有可能会改写内存的操作结束后执行而该位置的取值操作一定是在它后面所有可能会读取该位置的操作开始之前执行。store方法和load方法就能做到这一点编译器不会为了优化而打乱机器指令的执行顺序。 Atomics.load(array, index)
Atomics.store(array, index, value) store方法接受三个参数SharedBuffer 的视图、位置索引和值返回sharedArray[index]的值。 load方法只接受两个参数SharedBuffer 的视图和位置索引也是返回sharedArray[index]的值。 // 主线程 main.js
ia[42] 314159; // 原先的值 191
Atomics.store(ia, 37, 123456); // 原先的值是 163// Worker 线程 worker.js
while (Atomics.load(ia, 37) 163);
console.log(ia[37]); // 123456
console.log(ia[42]); // 314159 上面代码中主线程的Atomics.store向 42 号位置的赋值一定是早于 37 位置的赋值。只要 37 号位置等于 163Worker 线程就不会终止循环而对 37 号位置和 42 号位置的取值一定是在Atomics.load操作之后。 下面是另一个例子。 // 主线程
const worker new Worker(worker.js);
const length 10;
const size Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * length;
// 新建一段共享内存
const sharedBuffer new SharedArrayBuffer(size);
const sharedArray new Int32Array(sharedBuffer);
for (let i 0; i 10; i) {// 向共享内存写入 10 个整数Atomics.store(sharedArray, i, 0);
}
worker.postMessage(sharedBuffer); 上面代码中主线程用Atomics.store()方法写入数据。下面是 Worker 线程用Atomics.load()方法读取数据。 // worker.js
self.addEventListener(message, (event) {const sharedArray new Int32Array(event.data);for (let i 0; i 10; i) {const arrayValue Atomics.load(sharedArray, i);console.log(The item at array index ${i} is ${arrayValue});}
}, false); 2Atomics.exchange() Worker 线程如果要写入数据可以使用上面的Atomics.store()方法也可以使用Atomics.exchange()方法。它们的区别是Atomics.store()返回写入的值而Atomics.exchange()返回被替换的值。 // Worker 线程
self.addEventListener(message, (event) {const sharedArray new Int32Array(event.data);for (let i 0; i 10; i) {if (i % 2 0) {const storedValue Atomics.store(sharedArray, i, 1);console.log(The item at array index ${i} is now ${storedValue});} else {const exchangedValue Atomics.exchange(sharedArray, i, 2);console.log(The item at array index ${i} was ${exchangedValue}, now 2);}}
}, false); 上面代码将共享内存的偶数位置的值改成1奇数位置的值改成2。 3Atomics.wait()Atomics.wake() 使用while循环等待主线程的通知不是很高效如果用在主线程就会造成卡顿Atomics对象提供了wait()和wake()两个方法用于等待通知。这两个方法相当于锁内存即在一个线程进行操作时让其他线程休眠建立锁等到操作结束再唤醒那些休眠的线程解除锁。 // Worker 线程
self.addEventListener(message, (event) {const sharedArray new Int32Array(event.data);const arrayIndex 0;const expectedStoredValue 50;Atomics.wait(sharedArray, arrayIndex, expectedStoredValue);console.log(Atomics.load(sharedArray, arrayIndex));
}, false); 上面代码中Atomics.wait()方法等同于告诉 Worker 线程只要满足给定条件sharedArray的0号位置等于50就在这一行 Worker 线程进入休眠。 主线程一旦更改了指定位置的值就可以唤醒 Worker 线程。 // 主线程
const newArrayValue 100;
Atomics.store(sharedArray, 0, newArrayValue);
const arrayIndex 0;
const queuePos 1;
Atomics.wake(sharedArray, arrayIndex, queuePos); 它的四个参数含义如下。 sharedArray共享内存的视图数组。index视图数据的位置从0开始。value该位置的预期值。一旦实际值等于预期值就进入休眠。timeout整数表示过了这个时间以后就自动唤醒单位毫秒。该参数可选默认值是Infinity即无限期的休眠只有通过Atomics.wake()方法才能唤醒。Atomics.wait()的返回值是一个字符串共有三种可能的值。如果sharedArray[index]不等于value就返回字符串not-equal否则就进入休眠。如果Atomics.wake()方法唤醒就返回字符串ok如果因为超时唤醒就返回字符串timed-out。 Atomics.wake()方法的使用格式如下。 Atomics.wake(sharedArray, index, count) 它的三个参数含义如下。 sharedArray共享内存的视图数组。index视图数据的位置从0开始。count需要唤醒的 Worker 线程的数量默认为Infinity。Atomics.wake()方法一旦唤醒休眠的 Worker 线程就会让它继续往下运行。 请看一个例子。 // 主线程
console.log(ia[37]); // 163
Atomics.store(ia, 37, 123456);
Atomics.wake(ia, 37, 1);// Worker 线程
Atomics.wait(ia, 37, 163);
console.log(ia[37]); // 123456 上面代码中视图数组ia的第 37 号位置原来的值是163。Worker 线程使用Atomics.wait()方法指定只要ia[37]等于163就进入休眠状态。 主线程使用Atomics.store()方法将123456写入ia[37]然后使用Atomics.wake()方法唤醒 Worker 线程。 另外基于wait和wake这两个方法的锁内存实现可以看 Lars T Hansen 的 js-lock-and-condition 这个库。 注意浏览器的主线程不宜设置休眠这会导致用户失去响应。而且主线程实际上会拒绝进入休眠。 4运算方法 共享内存上面的某些运算是不能被打断的即不能在运算过程中让其他线程改写内存上面的值。Atomics 对象提供了一些运算方法防止数据被改写。 Atomics.add(sharedArray, index, value) Atomics.add用于将value加到sharedArray[index]返回sharedArray[index]旧的值。 Atomics.sub(sharedArray, index, value) Atomics.sub用于将value从sharedArray[index]减去返回sharedArray[index]旧的值。 Atomics.and(sharedArray, index, value) Atomics.and用于将value与sharedArray[index]进行位运算and放入sharedArray[index]并返回旧的值。 Atomics.or(sharedArray, index, value) Atomics.or用于将value与sharedArray[index]进行位运算or放入sharedArray[index]并返回旧的值。 Atomics.xor(sharedArray, index, value) Atomic.xor用于将vaule与sharedArray[index]进行位运算xor放入sharedArray[index]并返回旧的值。 5其他方法 Atomics对象还有以下方法。 Atomics.compareExchange(sharedArray, index, oldval, newval)如果sharedArray[index]等于oldval就写入newval返回oldval。Atomics.isLockFree(size)返回一个布尔值表示Atomics对象是否可以处理某个size的内存锁定。如果返回false应用程序就需要自己来实现锁定。Atomics.compareExchange的一个用途是从 SharedArrayBuffer 读取一个值然后对该值进行某个操作操作结束以后检查一下 SharedArrayBuffer 里面原来那个值是否发生变化即被其他线程改写过。如果没有改写过就将它写回原来的位置否则读取新的值再重头进行一次操作。转载于:https://www.cnblogs.com/jixiaohua/p/10714662.html
