Node.js 中的 buf.readBigUInt64BE([offset]) 函数

在 Node.js 中，Buffer 类提供了许多用于网络、文件系统、加密等原始字节操作和通信的方法。其中之一是 **buf.readBigUInt64BE([offset])**，它允许您使用大端字节序从缓冲区读取大的无符号 64 位整数。在本文中，我们将详细介绍此函数、其目的、用例以及其内部工作原理。

什么是 Buffer 类？

在讨论 **readBigUInt64BE()** 之前，让我们先简要介绍一下 Buffer 类。缓冲区是在 JavaScript 引擎外部进行的原始内存分配。因此，在处理二进制数据时它们非常高效。由于 JavaScript 只有少数本机数据类型，包括字符串和数字，因此无法直接操作二进制数据，而 Buffer 就解决了这个问题。

Node.js 的 Buffer 对象包含固定大小的原始二进制数据，类似于整数数组。缓冲区在使用 TCP 流或文件 I/O 以及需要原始二进制流的任何情况下都特别有用。

Buffer 类包含用于以各种格式读取和写入数据的函数，例如整数、浮点数、字符串等。readBigUInt64BE([offset]) 方法用于从二进制数据中提取大的无符号整数。

什么是 readBigUInt64BE([offset]) 函数？

该方法 **buf.readBigUInt64BE([offset])** 在指定偏移量处从 Buffer 读取一个无符号 64 位整数，并将其作为 BigInt 返回。“BE”在方法名称中表示大端（Big Endian），这意味着字节按最高有效字节优先的顺序使用。

此值在 0 到 2^64 - 1 的范围内，因此它实际上是一个非常大的数字，范围从 0 到 18,446,744,073,709,551,615。在 JavaScript 中，number 数据类型主要用于 64 位浮点数，但它们的表示无法存储幅度超过 2^53 的值。

语法

它具有以下语法：

参数

• **buf:** 要从中读取数据的缓冲区。
• **offset:** 这是函数开始在缓冲区中读取的字节偏移量。由于我们有 64 位（8 字节），该函数将从给定的偏移量开始读取，长度为 8 字节。偏移量默认为 0，因此它从第一个字节位置读取。

返回值

• 该方法返回存储在缓冲区中的 64 位无符号整数，表示为 BigInt。

错误

• **RangeError:** 如果偏移量超出范围，函数将抛出此错误；即，如果从给定偏移量到缓冲区末尾的字节不足以读取 8 个字节。

大端 vs 小端

• **大端（Big Endian）：** 字节顺序中最高有效字节在前，最低有效字节在后。它是大多数系统和大多数网络协议的默认顺序。
• **小端（Little Endian）：** 最低有效字节在前，最高有效字节在后。它是 Intel 最广泛使用的架构之一。

readBigUInt64BE() 函数以大端格式读取值。在 Node.js 中，读取 64 位无符号整数的方法称为 readBigUInt64LE()。

buf.readBigUInt64BE() 的示例

让我们通过一个简单的例子来看看这个函数是如何实际工作的。

输出

buf.readBigUInt64BE() 的用例

Node.js 中 buf.readBigUInt34BE() 函数的几个用例如下：

1. **网络：** ReadBigUInt64BE() 读取大整数，在处理 IPv6 IP 地址或大规模序列号传输的网络协议中，需要特别注意处理大数字。
2. **文件系统：** 有时文件包含作为大整数值的元数据，例如二进制数据大小或时间戳。在这种情况下，某些文件的大小可能太大，无法由传统的 32 位甚至 53 位整数处理，而 readBigUInt64BE() 可以成功提取此类值。
3. **加密：** 加密算法经常使用非常精确的大数。在 RSA 和 Diffie-Hellman 等涉及大素数的算法处理中，从缓冲区读取和操作大整数是很常见的。
4. **数据解析：** 如果数据流来自任何传感器、服务器或其他源并包含大值，则此函数 readBigUInt64BE() 有助于解析和理解数据。

局限性和注意事项

Node.js 中 buf.readBigUInt34BE() 函数的几个限制如下：

• **性能：** 读取长整数可能在性能上有所受限，具体取决于涉及的某些操作，其中字节需要在那些网络协议应用程序、流使用等中转换为 BigInt。
• **字节序不匹配：** 在小端系统上，您必须了解，无论何时在系统上工作，小端都会变成大端。因此，当您收到小端数据时，始终使用 buf.readBigUInt64LE() 而不是使用 readBigUInt64BE() 进行读取。
• **内存对齐：** 缓冲区通常在内存中对齐良好，但不良的对齐或错误的偏移量可能导致代码产生意外结果或运行时错误。它确保从指定的偏移量开始，缓冲区中至少剩余 8 个字节。否则，您将收到 RangeError。