前端文件數據格式那些事兒

作者：lovelyun690 2021-11-11 23:16:33

開發前端

在 Web 開發中，當我們處理文件時（創建，上傳，下載），經常會遇到二進制數據。另一個典型的應用場景是圖像處理。

前言

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在 Web 開發中，當我們處理文件時(創建，上傳，下載)，經常會遇到二進制數據。另一個典型的應用場景是圖像處理。

在 JavaScript 中有很多種二進制數據格式，比如ArrayBuffer，Uint8Array，DataView，Blob，File 等等，不過 JavaScript 中的二進制數據是以非標準方式實現的。

下面我們來了解下這些數據格式及相互轉換。

本文涉及到File,Blob,TypedArray,data url(Base64),blob url等等。

File

首先，我們還是拿前文的例子來看，顯示用戶選擇的圖片。

我們創建一個頁面。提供選擇圖片功能。

<!DOCTYPE html> 
<html> 
    <head> 
        <title>test</title> 
    </head> 
 
    <body> 
        <input type="file" id="fileInput" name="選擇圖片"/> 
        <div class="wrap-image"> 
            <canvas id="canvas"></canvas> 
        </div> 
        <script type="text/javascript"> 
 
        </script> 
    </body> 
</html>

選擇圖片后，需要將圖片顯示到canvas中，我們在上面的script標簽中加入下面的代碼：

const fileInput = document.getElementById('fileInput') 
const canvas = document.getElementById('canvas') 
fileInput.addEventListener('change', (e) => { 
    let img = new Image 
    const file = e.target.files[0] 
    img.src = URL.createObjectURL(file) 
    img.onload = () => { 
        canvas.width = img.width 
        canvas.height = img.height 
        const context = canvas.getContext('2d') 
        context.drawImage(img, 0, 0) 
    } 
}, false)

選擇一張圖片后，change事件中獲取到選擇的文件e.target.files[0]：

File 對象是特殊類型的 Blob，可以用在任意的 Blob 類型的 context 中。

比如 FileReader, URL.createObjectURL(), createImageBitmap(), 及 XMLHttpRequest.send() 都能處理 Blob 和 File。

File 接口也繼承了 Blob 接口的屬性。上圖的Prototype展開可以看到繼承自Blob:

上面是最常見的file獲取方式————從<input type="file">中獲取。

new File(fileParts, fileName, [options])

fileParts —— Blob/BufferSource/String 類型值的數組
fileName —— 文件名字符串
options —— 可選對象

FileReader

FileReader 的用途是從 Blob(因此也從 File)對象中讀取數據。

它使用事件來傳遞數據，因為從磁盤讀取數據可能比較費時間。

可以讀取為3種格式：

比如將 Blob 讀取為 base64：

const reader = new FileReader() 
reader.readAsDataURL(file) // 將 Blob 讀取為 base64

使用時選擇哪一種，要看如何使用數據。

讀取過程中有下列事件：

1、loadstart: 開始加載

2、progress: 在讀取過程中出現

3、load: 讀取完成，沒有 error

4、abort: 調用了 abort()取消操作

5、error: 出現 error

6、loadend: 讀取完成，無論成功還是失敗

使用最廣泛的是load和error，比如下面的例子：

<input type="file" onchange="readFile(this)"> 
 
<script> 
const readFile = (input) => { 
  const file = input.files[0] 
  const reader = new FileReader() 
  reader.readAsText(file) 
  reader.onload = () => { 
    console.log(reader.result) // 結果 
  } 
 
  reader.onerror = () => { 
    console.log(reader.error) // error 
  } 
} 
</script>

不過大多數情況下，我們不需要讀取Blob，通過網絡發送一個File很容易，像 XMLHttpRequest 或 fetch 等 API 本身就接受 File 對象。或者用URL.createObjectURL(file) 創建一個短的 url，并將其賦給或。這樣，文件便可以下載文件或者將其呈現為圖像，作為 canvas 等的一部分。

Blob

用URL.createObjectURL創建了一個url：

img.src = URL.createObjectURL(file)

這里，URL.createObjectURL 取一個 Blob，并為其創建一個唯一的 URL，形式為 blob:/。

本例中創建的url如下：

blob:null/a05be8a9-78b4-4470-bdfe-5fca427781c2

瀏覽器內部為每個通過 URL.createObjectURL 生成的URL存儲了一個 URL → Blob 映射。可以通過URL訪問 Blob。

但 Blob 本身只保存在內存中的。瀏覽器無法釋放它。

關閉頁面時會自動釋放內存中的Blob，也可以手動釋放，通過URL.revokeObjectURL(url) 從內部映射中移除引用，Blob 被刪除，并釋放內存。

映射被刪除后該 URL 也就不再起作用了，也就無法通過URL再訪問Blob。

現在，我們了解了Blob作為URL的應用，那Blob到底是什么呢?

Blob 由一個可選的字符串 type(通常是 MIME 類型)和 blobParts 組成，blobParts是一系列其他 Blob 對象，字符串和 BufferSource。

我們可以通過構造函數創建一個Blob：

new Blob(blobParts, options)

blobParts是 Blob/BufferSource/String 類型的值的數組
options 可選對象：

type： Blob 類型，通常是 MIME 類型，例如 image/png

endings：是否轉換換行符，使 Blob 對應于當前操作系統的換行符(\r\n 或 \n)。默認為 “transparent”(啥也不做)，不過也可以是 “native”(轉換)

比如從字符串創建 Blob：

// 注意：第一個參數必須是一個數組 [...] 
const blob = new Blob(['<html>…</html>'], {type: 'text/html'})

圖片 to Blob

圖像操作是通過canvas來實現的：

1、使用 canvas.drawImage 在 canvas 上繪制圖像(繪制后可以做一些圖像處理，比如旋轉、裁剪等等);

2、調用 canvas 的 toBlob(callback, format, quality)方法創建一個 Blob。

比如，在上面的context.drawImage(img, 0, 0);后，我們把canvas轉成Blob:

canvas.toBlob((blob) => { 
  console.log('blob', blob) 
}, 'image/png')

或者，更喜歡同步的寫法：

img.onload = async () => { 
  ... 
  context.drawImage(img, 0, 0) 
  const blob = await new Promise(resolve => canvas.toBlob(resolve, 'image/png')) 
  console.log('blob', blob) 
}

Blob to Base64

URL.createObjectURL 的一個替代方法是，將 Blob 轉換為 base64。

base64編碼將二進制數據表示為一個由 0 到 64 的 ASCII 碼組成的字符串，非常安全且可讀。

我們可以在 data-url 中使用base64編碼，data-url就像下面這樣：

data:[<mediatype>][;base64],<data>

我們可以像常規url一樣使用data-url 。

比如一張支持alpha透明度的webp的圖片:

<img src="data:image/webp;base64,UklGRkoAAABXRUJQVlA4WAoAAAAQAAAAAAAAAAAAQUxQSAwAAAARBxAR/Q9ERP8DAABWUDggGAAAABQBAJ0BKgEAAQAAAP4AAA3AAP7mtQAAAA==">

我們可以用 FileReader 將 Blob 轉換為 base64:

// img.src = URL.createObjectURL(file) 
const reader = new FileReader() 
reader.readAsDataURL(file) // 將 Blob 轉換為 base64 并調用 onload 
 
reader.onload = () => { 
  img.src = reader.result 
}

現在我們可以從Blob創建2種url，一種是blob url，一種是data url，下面我們對比下這2種方式：

所以要使用哪種url，需要具體情況再分析。

ArrayBuffer

基本的二進制對象 ArrayBuffer是對固定長度的連續內存空間的引用，是一個內存區域，一個原始的二進制數據。

我們可以這樣創建一個長度為 16 的 buffer：

let buffer = new ArrayBuffer(16); // 創建一個長度為 16 的 buffer

注意：ArrayBuffer 和 Array 沒有任何關系

我們可以通過 FileReader 的 readAsArrayBuffer 讀取 Blob 的二進制數據：

const reader = new FileReader() 
reader.readAsArrayBuffer(file) 
reader.onload = () => { 
    const buffer = reader.result 
}

或者用Blob的arrayBuffer方法：

const buffer = await file.arrayBuffer()

上面我們看到了Int8Array、Uint8Array、Int16Array，它們的通用術語是TypedArray，此外，還有其他的TypedArray。

總結

現在回顧一下：

1、<input type="file">是最常見的File獲取方式;

2、File對象是特殊類型的 Blob;

3、Blob可以生成blob url;

4、FileReader可以讀取Blob為3種格式，二進制格式的 ArrayBuffer，給定編碼的字符串，base64編碼的 data url;

5、blob url和data url都可以作為url使用;

6、Blob對象的arrayBuffer方法可以讀取Blob的ArrayBuffer;

7、canvas.toBlob(callback, format, quality)可以把canvas讀取為Blob;

下圖可以很直觀的看到它們之間的相關轉換關系：

責任編輯：華軒來源：今日頭條

前端數據格式 Web

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