详解Node.js Buffer的使用

JavaScript 起初为浏览器而设计，没有读取或操作二进制数据流的机制。Buffer类的引入，则让NodeJS拥有操作文件流或网络二进制流的能力。

Buffer基本概念

Buffer 对象的内存分配不是在V8的堆内存中，而是Node在C++层面进行内存申请，可以理解为在内存中单独开辟了一部分空间，但是使用时分配内存则是由Node层面完成的，释放也是由Node中v8的gc机制自动控制。Buffer基本操作，这里不在赘述，官方文档很详细。

Buffer性能对比

通常，网络传输中，都需要将数据转换为Buffer。下面做一个性能对比实验。

1、使用纯字符串返回给客户端

const http = require('http');
let hello = ''
for (var i = 0; i < 10240; i++) {
  hello += "a";
}
console.log(`Hello：${hello.length}`)
// hello = Buffer.from(hello);
http.createServer((req, res) => {
  res.writeHead(200);
  res.end(hello);
}).listen(8001);

使用ab -c 200 -t 100 http://127.0.0.1:8001/命令来进行性能测试，发起200个并发客户端

使用字符串，QPS可以达到4019.70，传输率为40491.45KB每秒。

2、使用Buffer。将字符串转换为Buffer对象，再发给客户端。

const http = require('http');
let hello = ''
for (var i = 0; i < 10240; i++) {
  hello += "a";
}
console.log(`Hello：${hello.length}`)
hello = Buffer.from(hello);
http.createServer((req, res) => {
  res.writeHead(200);
  res.end(hello);
}).listen(8001);

取消Buffer转换的注释，同样使用ab -c 200 -t 100 http://127.0.0.1:8001/测试，同样发起200个并发客户端

使用Buffer，QPS达到7130.05，传输率为71822.74KB每秒。

性能是原来的177%，极大的节省了服务器资源。

那么问题来了，为什么会有这么大的性能提升呢？

道理其实很简单，在NodeJS中，进行http传输时，若返回的类型为string，则会将string类型的参数，转换为Buffer，通过NodeJS中的Stream流，一点点的返回给客户端。如果我们直接返回Buffer类型，就没有了转换操作，直接返回，减少了CPU的重复使用率。这一部分逻辑见Node源码https://github.com/nodejs/node/blob/v10.9.0/lib/_http_outgoing.js#L612

在上面性能对比示例中，返回string时，每次请求都需要将string装换成Buffer返回；而直接返回Buffer时，这个Buffer是我们启动服务时就存放在内存中的，每次请求直接返回内存中的Buffer即可，因此Buffer使用前后QPS提升了很多。

因此，我们在写业务代码时，部分资源可以预先转换为Buffer类型（如js、css等静态资源文件），直接返回buffer给客户端，再比如一些文件转发的场景，将获取到的内容储存为Buffer直接转发，避免额外的转换操作。