JavaScript 文件和二進制數(shù)據(jù)的操作

歷史上，JavaScript無法處理二進制數(shù)據(jù)。如果一定要處理的話，只能使用charCodeAt()方法，一個個字節(jié)地從文字編碼轉(zhuǎn)成二進制數(shù)據(jù)，還有一種辦法是將二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成Base64編碼，再進行處理。這兩種方法不僅速度慢，而且容易出錯。ECMAScript 5引入了Blob對象，允許直接操作二進制數(shù)據(jù)。

Blob對象是一個代表二進制數(shù)據(jù)的基本對象，在它的基礎(chǔ)上，又衍生出一系列相關(guān)的API，用來操作文件。

• File對象：負責(zé)處理那些以文件形式存在的二進制數(shù)據(jù)，也就是操作本地文件；
• FileList對象：File對象的網(wǎng)頁表單接口；
• FileReader對象：負責(zé)將二進制數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存內(nèi)容；
• URL對象：用于對二進制數(shù)據(jù)生成URL。

Blob對象

Blob（Binary Large Object）對象代表了一段二進制數(shù)據(jù)，提供了一系列操作接口。其他操作二進制數(shù)據(jù)的API（比如File對象），都是建立在Blob對象基礎(chǔ)上的，繼承了它的屬性和方法。

生成Blob對象有兩種方法：一種是使用Blob構(gòu)造函數(shù)，另一種是對現(xiàn)有的Blob對象使用slice方法切出一部分。

（1）Blob構(gòu)造函數(shù)，接受兩個參數(shù)。第一個參數(shù)是一個包含實際數(shù)據(jù)的數(shù)組，第二個參數(shù)是數(shù)據(jù)的類型，這兩個參數(shù)都不是必需的。

var htmlParts = ["<a id=\"a\"><b id=\"b\">hey!<\/b><\/a>"];

var myBlob = new Blob(htmlParts, { "type" : "text\/xml" });

下面是一個利用Blob對象，生成可下載文件的例子。

var blob = new Blob(["Hello World"]);

var a = document.createElement("a");
a.href = window.URL.createObjectURL(blob);
a.download = "hello-world.txt";
a.textContent = "Download Hello World!";

body.appendChild(a);

上面的代碼生成了一個超級鏈接，點擊后提示下載文本文件hello-world.txt，文件內(nèi)容為“Hello World”。

（2）Blob對象的slice方法，將二進制數(shù)據(jù)按照字節(jié)分塊，返回一個新的Blob對象。

var newBlob = oldBlob.slice(startingByte, endindByte);

下面是一個使用XMLHttpRequest對象，將大文件分割上傳的例子。

function upload(blobOrFile) {
  var xhr = new XMLHttpRequest();
  xhr.open('POST', '/server', true);
  xhr.onload = function(e) { ... };
  xhr.send(blobOrFile);
}

document.querySelector('input[type="file"]').addEventListener('change', function(e) {
  var blob = this.files[0];

  const BYTES_PER_CHUNK = 1024 * 1024; // 1MB chunk sizes.
  const SIZE = blob.size;

  var start = 0;
  var end = BYTES_PER_CHUNK;

  while(start < SIZE) {
    upload(blob.slice(start, end));

    start = end;
    end = start + BYTES_PER_CHUNK;
  }
}, false);

})();

（3）Blob對象有兩個只讀屬性：

• size：二進制數(shù)據(jù)的大小，單位為字節(jié)。
• type：二進制數(shù)據(jù)的MIME類型，全部為小寫，如果類型未知，則該值為空字符串。

在Ajax操作中，如果xhr.responseType設(shè)為blob，接收的就是二進制數(shù)據(jù)。

FileList對象

FileList對象針對表單的file控件。當(dāng)用戶通過file控件選取文件后，這個控件的files屬性值就是FileList對象。它在結(jié)構(gòu)上類似于數(shù)組，包含用戶選取的多個文件。

<input type="file" id="input" onchange="console.log(this.files.length)" multiple />

當(dāng)用戶選取文件后，就可以讀取該文件。

var selected_file = document.getElementById('input').files[0];

采用拖放方式，也可以得到FileList對象。

var dropZone = document.getElementById('drop_zone');
dropZone.addEventListener('drop', handleFileSelect, false);

function handleFileSelect(evt) {
    evt.stopPropagation();
    evt.preventDefault();

    var files = evt.dataTransfer.files; // FileList object.

    // ...
}

上面代碼的 handleFileSelect 是拖放事件的回調(diào)函數(shù)，它的參數(shù)evt是一個事件對象，該參數(shù)的dataTransfer.files屬性就是一個FileList對象，里面包含了拖放的文件。

File對象

File對象是FileList對象的成員，包含了文件的一些元信息，比如文件名、上次改動時間、文件大小和文件類型。它的屬性值如下：

• name：文件名，該屬性只讀。
• size：文件大小，單位為字節(jié)，該屬性只讀。
• type：文件的MIME類型，如果分辨不出類型，則為空字符串，該屬性只讀。
• lastModifiedDate：文件的上次修改時間。

var selected_file = document.getElementById('input').files[0];

var fileName = selected_file.name;
var fileSize = selected_file.size;
var fileType = selected_file.type;

FileReader對象

FileReader對象用于讀取文件，即把文件內(nèi)容讀入內(nèi)存。它的參數(shù)是File對象或Blob對象。

對于不同類型的文件，F(xiàn)ileReader使用不同的方法讀取。

• readAsBinaryString(Blob|File)：返回二進制字符串，該字符串每個字節(jié)包含一個0到255之間的整數(shù)。

• readAsText(Blob|File, opt_encoding) ：返回文本字符串。默認情況下，文本編碼格式是'UTF-8'，可以通過可選的格式參數(shù)，指定其他編碼格式的文本。

• readAsDataURL(Blob|File)：返回一個基于Base64編碼的data-uri對象。

• readAsArrayBuffer(Blob|File) ：返回一個ArrayBuffer對象。

readAsText方法用于讀取文本文件，它的第一個參數(shù)是File或Blob對象，第二個參數(shù)是前一個參數(shù)的編碼方法，如果省略就默認為UTF-8編碼。該方法是異步方法，一般監(jiān)聽onload事件，用來確定文件是否加載結(jié)束，方法是判斷FileReader實例的result屬性是否有值。其他三種讀取方法，用法與readAsText方法類似。

var reader = new FileReader();

reader.onload = function(e) {
  var text = reader.result;
}

reader.readAsText(file, encoding);

readAsDataURL方法返回一個data URL，它的作用基本上是將文件數(shù)據(jù)進行Base64編碼。你可以將返回值設(shè)為圖像的src屬性。

var reader = new FileReader();

reader.onload = function(e) {
  var dataURL = reader.result;
}

reader.readAsDataURL(file);

readAsBinaryString方法可以讀取任意類型的文件，而不僅僅是文本文件，返回文件的原始的二進制內(nèi)容。這個方法與XMLHttpRequest.sendAsBinary方法結(jié)合使用，就可以使用JavaScript上傳任意文件到服務(wù)器。

var reader = new FileReader();

reader.onload = function(e) {
  var rawData = reader.result;
}

reader.readAsBinaryString(file);

readAsArrayBuffer方法讀取文件，返回一個類型化數(shù)組（ArrayBuffer），即固定長度的二進制緩存數(shù)據(jù)。在文件操作時（比如將JPEG圖像轉(zhuǎn)為PNG圖像），這個方法非常方便。

var reader = new FileReader();

reader.onload = function(e) {
  var arrayBuffer = reader.result;
}

reader.readAsArrayBuffer(file);

除了以上四種不同的讀取文件方法，F(xiàn)ileReader對象還有一個abort方法，用于中止文件上傳。

var reader = new FileReader();

reader.abort();

FileReader對象采用異步方式讀取文件，可以為一系列事件指定回調(diào)函數(shù)。

• onabort方法：讀取中斷或調(diào)用reader.abort()方法時觸發(fā)。
• onerror方法：讀取出錯時觸發(fā)。
• onload方法：讀取成功后觸發(fā)。
• onloadend方法：讀取完成后觸發(fā)，不管是否成功。觸發(fā)順序排在 onload 或 onerror 后面。
• onloadstart方法：讀取將要開始時觸發(fā)。
• onprogress方法：讀取過程中周期性觸發(fā)。

下面的代碼是如何展示文本文件的內(nèi)容。

var reader = new FileReader();

reader.onload = function(e){
  console.log(e.target.result);
}

reader.readAsText(blob);

onload事件的回調(diào)函數(shù)接受一個事件對象，該對象的target.result就是文件的內(nèi)容。

下面是一個使用readAsDataURL方法，為img元素添加src屬性的例子。

var reader = new FileReader();

reader.onload = function(e) {
    document.createElement('img').src = e.target.result;

};

reader.readAsDataURL(f);

下面是一個onerror事件回調(diào)函數(shù)的例子。

var reader = new FileReader();
reader.onerror = errorHandler;

function errorHandler(evt) {
  switch(evt.target.error.code) {
    case evt.target.error.NOT_FOUND_ERR:
      alert('File Not Found!');
      break;
    case evt.target.error.NOT_READABLE_ERR:
      alert('File is not readable');
      break;
    case evt.target.error.ABORT_ERR:
      break;
    default:
      alert('An error occurred reading this file.');
  };
}

下面是一個onprogress事件回調(diào)函數(shù)的例子，主要用來顯示讀取進度。

var reader = new FileReader();
reader.onprogress = updateProgress;

function updateProgress(evt) {
  if (evt.lengthComputable) {
    var percentLoaded = Math.round((evt.loaded / evt.totalEric Bidelman) * 100);

    var progress = document.querySelector('.percent');
    if (percentLoaded < 100) {
      progress.style.width = percentLoaded + '%';
      progress.textContent = percentLoaded + '%';
    }
  }
}

讀取大文件的時候，可以利用Blob對象的slice方法，將大文件分成小段，逐一讀取，這樣可以加快處理速度。

綜合實例：顯示用戶選取的本地圖片

假設(shè)有一個表單，用于用戶選取圖片。

<input type="file" name="picture" accept="image/png, image/jpeg"/>

一旦用戶選中圖片，將其顯示在canvas的函數(shù)可以這樣寫：

document.querySelector('input[name=picture]').onchange = function(e){
     readFile(e.target.files[0]);
}

function readFile(file){

  var reader = new FileReader();

  reader.onload = function(e){
    applyDataUrlToCanvas( reader.result );
  };

  reader.reaAsDataURL(file);
}

還可以在canvas上面定義拖放事件，允許用戶直接拖放圖片到上面。

// stop FireFox from replacing the whole page with the file.
canvas.ondragover = function () { return false; };

// Add drop handler
canvas.ondrop = function (e) {
  e.stopPropagation();
  e.preventDefault(); 
  e = e || window.event;
  var files = e.dataTransfer.files;
  if(files){
    readFile(files[0]);
  }
};

所有的拖放事件都有一個dataTransfer屬性，它包含拖放過程涉及的二進制數(shù)據(jù)。

還可以讓canvas顯示剪貼板中的圖片。

document.onpaste = function(e){
  e.preventDefault();
  if(e.clipboardData&&e.clipboardData.items){
    // pasted image
    for(var i=0, items = e.clipboardData.items;i<items.length;i++){
      if( items[i].kind==='file' && items[i].type.match(/^image/) ){
        readFile(items[i].getAsFile());
        break;
      }
    }
  }
  return false;
};

URL對象

URL對象用于生成指向File對象或Blob對象的URL。

var objecturl =  window.URL.createObjectURL(blob);

上面的代碼會對二進制數(shù)據(jù)生成一個URL，類似于“blob:http%3A//test.com/666e6730-f45c-47c1-8012-ccc706f17191”。這個URL可以放置于任何通常可以放置URL的地方，比如img標(biāo)簽的src屬性。需要注意的是，即使是同樣的二進制數(shù)據(jù)，每調(diào)用一次URL.createObjectURL方法，就會得到一個不一樣的URL。

這個URL的存在時間，等同于網(wǎng)頁的存在時間，一旦網(wǎng)頁刷新或卸載，這個URL就失效。除此之外，也可以手動調(diào)用URL.revokeObjectURL方法，使URL失效。

window.URL.revokeObjectURL(objectURL);

下面是一個利用URL對象，在網(wǎng)頁插入圖片的例子。

var img = document.createElement("img");

img.src = window.URL.createObjectURL(files[0]);

img.height = 60;

img.onload = function(e) {
    window.URL.revokeObjectURL(this.src);
}

body.appendChild(img);

var info = document.createElement("span");

info.innerHTML = files[i].name + ": " + files[i].size + " bytes";

body.appendChild(info);

還有一個本機視頻預(yù)覽的例子。

var video = document.getElementById('video');
var obj_url = window.URL.createObjectURL(blob);
video.src = obj_url;
video.play()
window.URL.revokeObjectURL(obj_url);

參考鏈接

• W3C Working Draft
• Andrew Dodson, Get Loaded with the File API
• Mozilla Developer Network，Using files from web applications
• HTML5 download attribute
• Eric Bidelman, Reading files in JavaScript using the File APIs
• Matt West, Reading Files Using The HTML5 FileReader API