ES6学习笔记5-编程风格、二进制数组和SIMD

编程风格

块级作用域

let 取代 var，在let和const之间，建议优先使用const，尤其是在全局环境，不应该设置变量，只应设置常量。

字符串

静态字符串一律使用单引号或反引号，不使用双引号。动态字符串使用反引号。

// good
const a = 'foobar';
const b = `foo${a}bar`;
const c = 'foobar';

解构赋值

使用数组成员对变量赋值时，优先使用解构赋值。

const arr = [1, 2, 3, 4];

// bad
const first = arr[0];
const second = arr[1];

// good
const [first, second] = arr;

函数的参数如果是对象的成员，优先使用解构赋值。

// bad
function getFullName(user) {
  const firstName = user.firstName;
  const lastName = user.lastName;
}

// good
function getFullName(obj) {
  const { firstName, lastName } = obj;
}

// best
function getFullName({ firstName, lastName }) {
}

如果函数返回多个值，优先使用对象的解构赋值，而不是数组的解构赋值。这样便于以后添加返回值，以及更改返回值的顺序。

对象

单行定义的对象，最后一个成员不以逗号结尾。多行定义的对象，最后一个成员以逗号结尾。

// good
const a = { k1: v1, k2: v2 };
const b = {
  k1: v1,
  k2: v2,
};

对象尽量静态化，一旦定义，就不得随意添加新的属性。如果添加属性不可避免，要使用Object.assign方法。

// bad
const a = {};
a.x = 3;

// if reshape unavoidable
const a = {};
Object.assign(a, { x: 3 });

// good
const a = { x: null };
a.x = 3;

对象的属性和方法，尽量采用简洁表达法，这样易于描述和书写。

var ref = 'some value';

// bad
const atom = {
  ref: ref,

  value: 1,

  addValue: function (value) {
    return atom.value + value;
  },
};

// good
const atom = {
  ref,

  value: 1,

  addValue(value) {
    return atom.value + value;
  },
};

数组

使用扩展运算符（...）拷贝数组。使用Array.from方法，将类似数组的对象转为数组。

函数

立即执行函数可以写成箭头函数的形式。

(() => {
  console.log('Welcome to the Internet.');
})();

那些需要使用函数表达式的场合，尽量用箭头函数代替。因为这样更简洁，而且绑定了this。简单的、单行的、不会复用的函数，建议采用箭头函数。如果函数体较为复杂，行数较多，还是应该采用传统的函数写法。

不要在函数体内使用arguments变量，使用rest运算符（...）代替。使用默认值语法设置函数参数的默认值。

// bad
function concatenateAll() {
  const args = Array.prototype.slice.call(arguments);
  return args.join('');
}

// good
function concatenateAll(...args) {
  return args.join('');
}

Map结构

只有模拟现实世界的实体对象时，才使用Object。如果只是需要key: value的数据结构，使用Map结构。因为Map有内建的遍历机制。

Class

总是用Class，取代需要prototype的操作。使用extends实现继承。

模块

坚持使用Module语法，使用import和export。如果模块只有一个输出值，就使用export default，如果模块有多个输出值，就不使用export default，export default与普通的export不要同时使用。

如果模块默认输出一个函数，函数名的首字母应该小写。如果模块默认输出一个对象，对象名的首字母应该大写。

ESLint的使用

ESLint是一个语法规则和代码风格的检查工具，可以用来保证写出语法正确、风格统一的代码。

二进制数组

二进制数组（ArrayBuffer对象、TypedArray视图和DataView视图）是 JavaScript 操作二进制数据的一个接口。它并不是真正的数组，而是类似数组的对象。

二进制数组由三类对象组成:ArrayBuffer对象、TypedArray视图和DataView视图。
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）。

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 API
• XMLHttpRequest
• Fetch API
• Canvas
• WebSockets

ArrayBuffer对象

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。

var buf = new ArrayBuffer(32);//生成了一段32字节的内存区域，每个字节的值默认都是0
//DataView视图的创建，需要提供ArrayBuffer对象实例作为参数。
var dataView = new DataView(buf);
dataView.getUint8(0) //0

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。

var buffer = new ArrayBuffer(12);

var x1 = new Int32Array(buffer);
x1[0] = 1;
var x2 = new Uint8Array(buffer);
x2[0]  = 2;

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。

var typedArray = new Uint8Array([0,1,2]);
typedArray.length // 3

typedArray[0] = 5;
typedArray // [5, 1, 2]

ArrayBuffer.prototype.byteLength

ArrayBuffer.prototype.byteLength返回所分配的内存区域的字节长度。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。

var buffer = new ArrayBuffer(32);
if (buffer.byteLength === 32) {
  // 成功
} else {
  // 失败
}

ArrayBuffer.prototype.slice()

ArrayBuffer.prototype.slice()允许将内存区域的一部分，拷贝生成一个新的ArrayBuffer对象。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.isView() 返回一个布尔值，表示参数是否为TypedArray实例或DataView实例。

TypedArray视图

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。

• Int8Array：8位有符号整数，长度1个字节。
• Uint8Array：8位无符号整数，长度1个字节。
• Uint8ClampedArray：8位无符号整数，长度1个字节，溢出处理不同。
• Int16Array：16位有符号整数，长度2个字节。
• Uint16Array：16位无符号整数，长度2个字节。
• Int32Array：32位有符号整数，长度4个字节。
• Uint32Array：32位无符号整数，长度4个字节。
• Float32Array：32位浮点数，长度4个字节。
• Float64Array：64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：

1. TypedArray数组的所有成员，都是同一种类型。
2. TypedArray数组的成员是连续的，不会有空位。
3. 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。
4. 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。

构造函数

构造函数有多种用法。

TypedArray(buffer, byteOffset=0, length?)：
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。

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
var 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
var 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
var 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
var 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。v1、v2和v3是重叠的：v1[0]是一个32位整数，指向字节0～字节3；v2[0]是一个8位无符号整数，指向字节2；v3[0]是一个16位整数，指向字节2～字节3。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。

byteOffset必须与所要建立的数据类型一致，否则会报错。

var buffer = new ArrayBuffer(8);
var 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。

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。

TypedArray(length)：
视图还可以不通过ArrayBuffer对象，直接分配内存而生成。

var f64a = new Float64Array(8);//生成一个8个成员的Float64Array数组（共64字节）
f64a[0] = 10;

上面代码生成一个8个成员的Float64Array数组（共64字节），然后对成员赋值。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。

TypedArray(typedArray):
TypedArray数组的构造函数，可以接受另一个TypedArray实例作为参数。

var typedArray = new Int8Array(new Float64Array(5));
//Int8Array构造函数接受一个Uint8Array实例作为参数。
typedArray.byteLength //5

上面代码中生成的新数组，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。

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。

var x = new Int8Array([1, 1]);
var y = new Int8Array(x.buffer);
x[0] // 1
y[0] // 1

x[0] = 2;
y[0] // 2

TypedArray(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。

var typedArray = new Uint8Array([1, 2, 3, 4]);

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。

TypedArray数组也可以转换回普通数组。

var normalArray = Array.prototype.slice.call(typedArray);

普通数组的操作方法和属性，对TypedArray数组完全适用（除了concat方法，因为TypedArray数组没有concat方法）。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。

字节序

字节序指的是数值在内存中的表示方式。

var buffer = new ArrayBuffer(16);
var int32View = new Int32Array(buffer);
for (var 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0，2，4，6。


//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。
var int16View = new Int16Array(buffer);
for (var 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。

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
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。

// ArrayBuffer转为字符串，参数为ArrayBuffer对象
function ab2str(buf) {
  return String.fromCharCode.apply(null, new Uint16Array(buf));
}

// 字符串转为ArrayBuffer对象，参数为字符串
function str2ab(str) {
  var buf = new ArrayBuffer(str.length * 2); // 每个字符占用2个字节
  var bufView = new Uint16Array(buf);
  for (var i = 0, strLen = str.length; i < strLen; i++) {
    bufView[i] = str.charCodeAt(i);
  }
  return buf;
}

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。

var uint8 = new Uint8Array(1);

uint8[0] = 256;
uint8[0] // 0

uint8[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，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。

var int8 = new Int8Array(1);

int8[0] = 128;
int8[0] // -128

int8[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（-129除以-128的余值是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。

TypedArray.prototype.buffer

TypedArray.prototype.buffer返回整段内存区域对应的ArrayBuffer对象。该属性为只读属性。

var a = new Float32Array(64);
var 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.byteLength，TypedArray.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。

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，前者是字节总长度，后者是成员长度。

var a = new Int16Array(4);

a.length // 4
a.byteLength // 8

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。set方法的第二个参数，表示从b对象的哪一个成员开始复制a对象。

var a = new Uint16Array(8);
var b = new Uint16Array(10);

b.set(a, 2)
//从b[2]开始,将复制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。

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。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。

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。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。
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。
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。

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”。

var buffer = new ArrayBuffer(24);

var idView = new Uint32Array(buffer, 0, 1);
var usernameView = new Uint8Array(buffer, 4, 16);
var amountDueView = new Float32Array(buffer, 20, 1);

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3：1个32位无符号整数
• 字节4到字节19：16个8位整数
• 字节20到字节23：1个32位浮点数

DataView视图

一段数据包括多种类型可通过建立ArrayBuffer对象的复合视图或DataView视图进行操作。

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]]);

DataView实例有以下属性：

• 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实例提供8个方法读取内存：

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

• 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

var buffer = new ArrayBuffer(24);
var dv = new DataView(buffer);

// 从第1个字节读取一个8位无符号整数
var v1 = dv.getUint8(0);

// 从第2个字节读取一个16位无符号整数
var v2 = dv.getUint16(1);

// 从第4个字节读取一个16位无符号整数
var v3 = dv.getUint16(3);

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。

DataView视图提供8个方法写入内存：

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。

• 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。

二进制数组的应用

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。

Canvas

网页Canvas元素输出的二进制像素数据，就是TypedArray数组。

var canvas = document.getElementById('myCanvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');

var imageData = ctx.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
var 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。

WebSocket

WebSocket可以通过ArrayBuffer，发送或接收二进制数据。

var socket = new WebSocket('ws://127.0.0.1:8081');
socket.binaryType = 'arraybuffer';

// Wait until socket is open
socket.addEventListener('open', function (event) {
  // Send binary data
  var typedArray = new Uint8Array(4);
  socket.send(typedArray.buffer);
});

// Receive binary data
socket.addEventListener('message', function (event) {
  var arrayBuffer = event.data;
  // ···
});

Fetch API

Fetch API取回的数据，就是ArrayBuffer对象。

fetch(url)
.then(function(request){
  return request.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。

var fileInput = document.getElementById('fileInput');
var file = fileInput.files[0];
var reader = new FileReader();
reader.readAsArrayBuffer(file);
reader.onload = function () {
  var arrayBuffer = reader.result;
  // ···
};

SharedArrayBuffer

JavaScript 是单线程的，web worker 引入了多进程，每个进程的数据都是隔离的，通过postMessage()通信，即通信的数据是复制的。如果数据量比较大，这种通信的效率显然比较低。

//主进程新建了一个 Worker 进程
var w = new Worker('myworker.js');
//主进程通过w.postMessage向 Worker 进程发消息，同时通过message事件监听 Worker 进程的回应。
w.postMessage('hi');
w.onmessage = function (ev) {
  console.log(ev.data);
}


//Worker 进程也是通过监听message事件，来获取主进程发来的消息，并作出反应。
onmessage = function (ev) {
  console.log(ev.data);
  postMessage('ho');
}

主进程与 Worker 进程之间，可以传送各种数据，不仅仅是字符串，还可以传送二进制数据。若有大量数据要传送，留出一块内存区域，主进程与 Worker 进程共享，两方都可以读写，那么就会大大提高效率。

ES2017 引入SharedArrayBuffer，允许多个 Worker 进程与主进程共享内存数据。SharedArrayBuffer的 API 与ArrayBuffer一模一样，唯一的区别是后者无法共享。

// 新建 1KB 共享内存
var sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(1024);
// 主窗口发送数据
w.postMessage(sharedBuffer);
// 本地写入数据
const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer);

共享内存也可以在 Worker 进程创建，发给主进程。SharedArrayBuffer本身是无法读写，必须在上面建立视图，然后通过视图读写。

Worker 进程直接改写共享内存是不正确的。有两个原因，一是可能发生两个进程同时改写该地址，二是改写以后无法同步到其他 Worker 进程。所以，必须使用Atomics.add()方法进行改写。SharedArrayBuffer API 提供了Atomics对象，保证所有共享内存的操作都是“原子性”的，并且可以在所有进程内同步。

Atomics对象有以下方法：

• Atomics.load(array, index)：返回array[index]的值。
• Atomics.store(array, index, value)：设置array[index]的值，返回这个值。
• Atomics.compareExchange(array, index, oldval, newval)：如果array[index]等于oldval，就写入newval，返回oldval。
• Atomics.exchange(array, index, value)：设置array[index]的值，返回旧的值。
  Atomics.add(array, index, value)：将value加到array[index]，返回array[index]旧的值。
• Atomics.sub(array, index, value)：将value从array[index]减去，返回array[index]旧的值。
• Atomics.and(array, index, value)：将value与array[index]进行位运算and，放入array[index]，并返回旧的值。
• Atomics.or(array, index, value)：将value与array[index]进行位运算or，放入array[index]，并返回旧的值。
• Atomics.xor(array, index, value)：将vaule与array[index]进行位运算xor，放入array[index]，并返回旧的值。
• Atomics.wait(array, index, value, timeout)：如果array[index]等于value，进程就进入休眠状态，必须通过Atomics.wake()唤醒。timeout指定多少毫秒之后，进入休眠。返回值是三个字符串（ok、not-equal、timed-out）中的一个。
• Atomics.wake(array, index, count)：唤醒指定数目在某个位置休眠的进程。
• 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。

SIMD

SIMD（发音/sim-dee/）是“Single Instruction/Multiple Data”的缩写，意为“单指令，多数据”。它是 JavaScript 操作 CPU 对应指令的接口。与它相对的是 SISD（“Single Instruction/Single Data”），即“单指令，单数据”。

SIMD 的含义是使用一个指令，完成多个数据的运算；SISD 的含义是使用一个指令，完成单个数据的运算，这是 JavaScript 的默认运算模式。显而易见，SIMD 的执行效率要高于 SISD，所以被广泛用于3D图形运算、物理模拟等运算量超大的项目之中。

var a = SIMD.Float32x4(1, 2, 3, 4);
var b = SIMD.Float32x4(5, 6, 7, 8);
var c = SIMD.Float32x4.add(a, b); // Float32x4[6, 8, 10, 12]

上面代码之中，数组a和b的四个成员的各自相加，只用一条指令就完成了。

一次 SIMD 运算，可以处理多个数据，这些数据被称为“通道”（lane）。上面代码中，一次运算了四个数据，因此就是四个通道。

SIMD 通常用于矢量运算。

数据类型

SIMD 提供12种数据类型，总长度都是128个二进制位。

• Float32x4：四个32位浮点数
• Float64x2：两个64位浮点数
• Int32x4：四个32位整数
• Int16x8：八个16位整数
• Int8x16：十六个8位整数
• Uint32x4：四个无符号的32位整数
• Uint16x8：八个无符号的16位整数
• Uint8x16：十六个无符号的8位整数
• Bool32x4：四个32位布尔值
• Bool16x8：八个16位布尔值
• Bool8x16：十六个8位布尔值
• Bool64x2：两个64位布尔值

每种数据类型被x符号分隔成两部分，后面的部分表示通道数，前面的部分表示每个通道的宽度和类型。比如，Float32x4就表示这个值有4个通道，每个通道是一个32位浮点数。

每个通道之中，可以放置四种数据：

• 浮点数（float，比如1.0）
• 带符号的整数（Int，比如-1）
• 无符号的整数（Uint，比如1）
• 布尔值（Bool，包含true和false两种值）

每种 SIMD 的数据类型都是一个函数方法，可以传入参数，生成对应的值。注意，这些数据类型方法都不是构造函数，前面不能加new，否则会报错。

var a = SIMD.Float32x4(1.0, 2.0, 3.0, 4.0);
//变量a就是一个128位、包含四个32位浮点数（即四个通道）的值。

静态方法：数学运算

每种数据类型都有一系列运算符，支持基本的数学运算。

SIMD.%type%.abs()，SIMD.%type%.neg()

abs方法接受一个SIMD值作为参数，将它的每个通道都转成绝对值，作为一个新的SIMD值返回。

var a = SIMD.Float32x4(-1, -2, 0, NaN);
SIMD.Float32x4.abs(a)
// Float32x4[1, 2, 0, NaN]

neg方法接受一个SIMD值作为参数，将它的每个通道都转成负值，作为一个新的SIMD值返回。

var a = SIMD.Float32x4(-1, -2, 3, 0);
SIMD.Float32x4.neg(a)
// Float32x4[1, 2, -3, -0]

SIMD.%type%.add()，SIMD.%type%.addSaturate()

add方法接受两个SIMD值作为参数，将它们的每个通道相加，作为一个新的SIMD值返回。

addSaturate方法跟add方法的作用相同，都是两个通道相加，但是溢出的处理不一致。对于add方法，如果两个值相加发生溢出，溢出的二进制位会被丢弃; addSaturate方法则是返回该数据类型的最大值。

注意，Uint32x4和Int32x4这两种数据类型没有addSaturate方法。

SIMD.%type%.sub()，SIMD.%type%.subSaturate()

sub方法接受两个SIMD值作为参数，将它们的每个通道相减，作为一个新的SIMD值返回。

var a = SIMD.Float32x4(-1, -2, 3, 4);
var b = SIMD.Float32x4(3, 3, 3, 3);
SIMD.Float32x4.sub(a, b)
// Float32x4[-4, -5, 0, 1]

subSaturate方法跟sub方法的作用相同，都是两个通道相减，但是溢出的处理不一致。对于sub方法，如果两个值相减发生溢出，溢出的二进制位会被丢弃; subSaturate方法则是返回该数据类型的最小值。

SIMD.%type%.mul()，SIMD.%type%.div()，SIMD.%type%.sqrt()

mul方法接受两个SIMD值作为参数，将它们的每个通道相乘，作为一个新的SIMD值返回。
div方法接受两个SIMD值作为参数，将它们的每个通道相除，作为一个新的SIMD值返回。
sqrt方法接受一个SIMD值作为参数，求出每个通道的平方根，作为一个新的SIMD值返回。

SIMD.%FloatType%.reciprocalApproximation()，SIMD.%type%.reciprocalSqrtApproximation()

reciprocalApproximation方法接受一个SIMD值作为参数，求出每个通道的倒数（1 / x），作为一个新的SIMD值返回。
reciprocalSqrtApproximation方法接受一个SIMD值作为参数，求出每个通道的平方根的倒数（1 / (x^0.5)），作为一个新的SIMD值返回。

注意，只有浮点数的数据类型才有这两个方法。

SIMD.%IntegerType%.shiftLeftByScalar()

shiftLeftByScalar方法接受一个SIMD值作为参数，然后将每个通道的值左移指定的位数，作为一个新的SIMD值返回。如果左移后，新的值超出了当前数据类型的位数，溢出的部分会被丢弃。

注意，只有整数的数据类型才有这个方法。

SIMD.%IntegerType%.shiftRightByScalar()

shiftRightByScalar方法接受一个SIMD值作为参数，然后将每个通道的值右移指定的位数，返回一个新的SIMD值。
如果原来通道的值是带符号的值，则符号位保持不变，不受右移影响。如果是不带符号位的值，则右移后头部会补0。

静态方法：通道处理

SIMD.%type%.check()

check方法用于检查一个值是否为当前类型的SIMD值。如果是的，就返回这个值，否则就报错。

SIMD.%type%.extractLane()，SIMD.%type%.replaceLane()

extractLane方法用于返回给定通道的值。它接受两个参数，分别是SIMD值和通道编号。

var t = SIMD.Float32x4(1, 2, 3, 4);
SIMD.Float32x4.extractLane(t, 2) // 3

replaceLane方法用于替换指定通道的值，并返回一个新的SIMD值。它接受三个参数，分别是原来的SIMD值、通道编号和新的通道值。

SIMD.%type%.load()

load方法用于从二进制数组读入数据，生成一个新的SIMD值。load方法接受两个参数：一个二进制数组和开始读取的位置（从0开始）。如果位置不合法（比如-1或者超出二进制数组的大小），就会抛出一个错误。

var b = new Int32Array([1,2,3,4,5,6,7,8]);
SIMD.Int32x4.load(a, 2);
// Int32x4[3, 4, 5, 6]

这个方法还有三个变种load1()、load2()、load3()，表示从指定位置开始，只加载一个通道、二个通道、三个通道的值。

SIMD.%type%.store()

store方法用于将一个SIMD值，写入一个二进制数组。它接受三个参数，分别是二进制数组、开始写入的数组位置、SIMD值。它返回写入值以后的二进制数组。

var t2 = new Int32Array(8);
var v2 = SIMD.Int32x4(1, 2, 3, 4);
SIMD.Int32x4.store(t2, 2, v2)
// Int32Array[0, 0, 1, 2, 3, 4, 0, 0]

这个方法还有三个变种store1()、store2()和store3()，表示只写入一个通道、二个通道和三个通道的值。

SIMD.%type%.splat()

splat方法返回一个新的SIMD值，该值的所有通道都会设成同一个预先给定的值。如果省略参数，所有整数型的SIMD值都会设定0，浮点型的SIMD值都会设成NaN。

SIMD.%type%.swizzle()

swizzle方法返回一个新的SIMD值，重新排列原有的SIMD值的通道顺序。swizzle方法的第一个参数是原有的SIMD值，后面的参数对应将要返回的SIMD值的四个通道。

var t = SIMD.Float32x4(1, 2, 3, 4);
SIMD.Float32x4.swizzle(t, 1, 2, 0, 3);
// Float32x4[2,3,1,4]

上面代码中，后面的参数的意思是新的SIMD的四个通道，依次是原来SIMD值的1号通道、2号通道、0号通道、3号通道。由于SIMD值最多可以有16个通道，所以swizzle方法除了第一个参数以外，最多还可以接受16个参数。

SIMD.%type%.shuffle()

shuffle方法从两个SIMD值之中取出指定通道，返回一个新的SIMD值。

var a = SIMD.Float32x4(1, 2, 3, 4);
var b = SIMD.Float32x4(5, 6, 7, 8);

SIMD.Float32x4.shuffle(a, b, 1, 5, 7, 2);
// Float32x4[2, 6, 8, 3]

上面代码中，a和b一共有8个通道，依次编号为0到7。shuffle根据编号，取出相应的通道，返回一个新的SIMD值。

静态方法：比较运算

SIMD.%type%.equal()，SIMD.%type%.notEqual()

equal方法用来比较两个SIMD值a和b的每一个通道，根据两者是否精确相等（a === b），得到一个布尔值。最后，所有通道的比较结果，组成一个新的SIMD值，作为掩码返回。notEqual方法则是比较两个通道是否不相等（a !== b）。

var a = SIMD.Float32x4(1, 2, 3, 9);
var b = SIMD.Float32x4(1, 4, 7, 9);

SIMD.Float32x4.equal(a,b)
// Bool32x4[true, false, false, true]

SIMD.Float32x4.notEqual(a,b);
// Bool32x4[false, true, true, false]

SIMD.%type%.greaterThan()，SIMD.%type%.greaterThanOrEqual()

greatThan方法用来比较两个SIMD值a和b的每一个通道，如果在该通道中，a较大就得到true，否则得到false。最后，所有通道的比较结果，组成一个新的SIMD值，作为掩码返回。greaterThanOrEqual则是比较a是否大于等于b。

SIMD.%type%.lessThan()，SIMD.%type%.lessThanOrEqual()

lessThan方法用来比较两个SIMD值a和b的每一个通道，如果在该通道中，a较小就得到true，否则得到false。最后，所有通道的比较结果，会组成一个新的SIMD值，作为掩码返回。lessThanOrEqual方法则是比较a是否小于等于b。

SIMD.%type%.select()

select方法接受掩码和两个SIMD值作为参数，返回一个新生成的SIMD值。当某个通道对应的掩码为true时，会选择第一个SIMD值的对应通道，否则选择第二个SIMD值的对应通道。这个方法通常与比较运算符结合使用。

var a = SIMD.Float32x4(0, 12, 3, 4);
var b = SIMD.Float32x4(0, 6, 7, 50);

var mask = SIMD.Float32x4.lessThan(a,b);
// Bool32x4[false, false, true, true]

var result = SIMD.Float32x4.select(mask, a, b);
// Float32x4[0, 6, 3, 4]

上面代码中，先通过lessThan方法生成一个掩码，然后通过select方法生成一个由每个通道的较小值组成的新的SIMD值。

SIMD.%BooleanType%.allTrue()，SIMD.%BooleanType%.anyTrue()

allTrue方法接受一个SIMD值作为参数，然后返回一个布尔值，表示该SIMD值的所有通道是否都为true。anyTrue方法则是只要有一个通道为true，就返回true，否则返回false。

注意，只有四种布尔值数据类型（Bool32x4、Bool16x8、Bool8x16、Bool64x2）才有这两个方法。

SIMD.%type%.min()，SIMD.%type%.minNum()

min方法接受两个SIMD值作为参数，将两者的对应通道的较小值，组成一个新的SIMD值返回。如果有一个通道的值是NaN，则会优先返回NaN。minNum方法与min的作用一模一样，唯一的区别是如果有一个通道的值是NaN，则会优先返回另一个通道的值。

SIMD.%type%.max()，SIMD.%type%.maxNum()

max方法接受两个SIMD值作为参数，将两者的对应通道的较大值，组成一个新的SIMD值返回。如果有一个通道的值是NaN，则会优先返回NaN。maxNum方法与max的作用一模一样，唯一的区别是如果有一个通道的值是NaN，则会优先返回另一个通道的值。

静态方法：位运算

SIMD.%type%.and()，SIMD.%type%.or()，SIMD.%type%.xor()，SIMD.%type%.not()

and方法接受两个SIMD值作为参数，返回两者对应的通道进行二进制AND运算（&）后得到的新的SIMD值。
or方法接受两个SIMD值作为参数，返回两者对应的通道进行二进制OR运算（|）后得到的新的SIMD值。
xor方法接受两个SIMD值作为参数，返回两者对应的通道进行二进制”异或“运算（^）后得到的新的SIMD值。
not方法接受一个SIMD值作为参数，返回每个通道进行二进制”否“运算（~）后得到的新的SIMD值。

静态方法：数据类型转换

SIMD提供以下方法，用来将一种数据类型转为另一种数据类型：

• SIMD.%type%.fromFloat32x4()
• SIMD.%type%.fromFloat32x4Bits()
• SIMD.%type%.fromFloat64x2Bits()
• SIMD.%type%.fromInt32x4()
• SIMD.%type%.fromInt32x4Bits()
• SIMD.%type%.fromInt16x8Bits()
• SIMD.%type%.fromInt8x16Bits()
• SIMD.%type%.fromUint32x4()
• SIMD.%type%.fromUint32x4Bits()
• SIMD.%type%.fromUint16x8Bits()
• SIMD.%type%.fromUint8x16Bits()

带有Bits后缀的方法，会原封不动地将二进制位拷贝到新的数据类型；不带后缀的方法，则会进行数据类型转换。

var t = SIMD.Float32x4(1.0, 2.0, 3.0, 4.0);
SIMD.Int32x4.fromFloat32x4(t);
// Int32x4[1, 2, 3, 4]

SIMD.Int32x4.fromFloat32x4Bits(t);
// Int32x4[1065353216, 1073741824, 1077936128, 1082130432]

上面代码中，fromFloat32x4是将浮点数转为整数，然后存入新的数据类型；fromFloat32x4Bits则是将二进制位原封不动地拷贝进入新的数据类型，然后进行解读。

Bits后缀的方法，还可以用于通道数目不对等的拷贝（原通道的数据大小可小于目标通道的最大宽度）。如果数据转换时，原通道的数据大小，超过了目标通道的最大宽度，就会报错。

实例方法

SIMD.%type%.prototype.toString()返回一个SIMD值的字符串形式。

var a = SIMD.Float32x4(11, 22, 33, 44);
a.toString() // "SIMD.Float32x4(11, 22, 33, 44)"

参考自：ECMAScript 6 入门