26º aprile 2021
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Blob

Gli ArrayBuffer e i visualizzatori fanno parte dello standard ECMA; sono quindi parte di JavaScript.

Nei browser, abbiamo a disposizione degli oggetti più ad alto livello, descritti in File API, in particolare l’oggetto Blob.

L’oggetto Blob consiste di una stringa opzionale type (solitamente di tipo MIME), e di blobParts, una sequenza di oggetti Blob, stringhe e BufferSource.

La sintassi da utilizzare per costruire l’oggetto:

new Blob(blobParts, options);
  • blobParts è un array di valori di tipo Blob/BufferSource/String.
  • options oggetto opzionale:
    • type, di tipo Blob, solitamente di tipo MIME, e.g. image/png,
    • endings, se trasformare il carattere di fine riga per far sì che il Blob contenga il carattere nuova riga del Sistema Operativo corrente (\r\n o \n). Di default è "transparent" (non fa nulla), ma può assumere il valore "native" (effettua la trasformazione).

Ad esempio:

// creiamo un Blob partendo da una stringa
let blob = new Blob(["<html>…</html>"], {type: 'text/html'});
// da notare: il primo argomento deve essere un array [...]
// creiamo un Blob partendo da un TypedArray e da due stringhe
let hello = new Uint8Array([72, 101, 108, 108, 111]); // "Hello" nella forma binaria

let blob = new Blob([hello, ' ', 'world'], {type: 'text/plain'});

Possiamo estrarre le parti del Blob con:

blob.slice([byteStart], [byteEnd], [contentType]);
  • byteStart – il byte di partenza, di default 0.
  • byteEnd – l’ultimo byte (escluso, fino alla fine di default).
  • contentType – il type del nuovo blob, di default lo stesso di quello di origine.

Gli argomenti sono simili al metodo array.slice; sono ammessi anche i valori negativi.

Gli oggetti Blob sono immutabili

Non possiamo modificare direttamente i dati di un Blob, ma possiamo estrarne delle parti, utilizzarle per creare nuovi Blob, fonderle insieme in un unico Blob, e molto altro.

Questo comportamento è simile alle stringhe JavaScript: non possiamo modificare direttamente un carattere in una stringa, ma possiamo creare una nuova stringa modificata.

Blob come URL

Un Blob può essere utilizzato facilmente come URL per <a>, <img> o altri tag, per mostrarne i contenuti.

Grazie alla proprietà type, possiamo anche effettuare download/upload di Blob, ed il type, naturalmente, diventerà il Content-Type nelle richieste network.

Iniziamo con un semplice esempio. Cliccando sul link verrà scaricato come file un Blob generato dinamicamente, contenente hello world:

<!-- l'attributo download forza il browser ad effettuare il download anziché navigare -->
<a download="hello.txt" href='#' id="link">Download</a>

<script>
let blob = new Blob(["Hello, world!"], {type: 'text/plain'});

link.href = URL.createObjectURL(blob);
</script>

Possiamo anche creare dinamicamente un link in JavaScript e simularne il click con link.click(), in questo modo il download inizierà automaticamente.

Qui vediamo il codice che effettua il download del Blob generato dinamicamente, senza alcun HTML:

let link = document.createElement('a');
link.download = 'hello.txt';

let blob = new Blob(['Hello, world!'], {type: 'text/plain'});

link.href = URL.createObjectURL(blob);

link.click();

URL.revokeObjectURL(link.href);

URL.createObjectURL accetta come parametro un Blob e ne crea un corrispondente URL univoco, nella forma blob:<origin>/<uuid>.

Questo è un esempio di come potrebbe apparire il valore di un link.href:

blob:https://javascript.info/1e67e00e-860d-40a5-89ae-6ab0cbee6273

Per ogni URL generato da URL.createObjectURL il browser memorizza in una mappa interna la coppia URL → Blob. Così da rendere questi URL più corti, ma in grado di fornire comunque l’accesso al Blob.

Un URL generato (e quindi anche il suo link) è valido solamente all’interno del document corrente, finché questo rimane aperto. E può essere utilizzato per fare riferimento al Blob nei tag <img>, <a>, e qualsiasi altro oggetto che accetta un URL.

Abbiamo però un effetto collaterale. Poiché i Blob sono mappati, ogni oggetto Blob risiede in memoria. Quindi il browser non potrà liberarla.

La mappa verrà automaticamente ripulita al momento dell’unload del document, quindi gli oggetti di Blob verranno eliminati in quel momento. Ma nel caso di applicazioni che “vivono a lungo”, questa pulizia non avverrà presto.

Quindi se creiamo un URL, il relativo Blob rimarrà in memoria, anche se non è più necessario.

URL.revokeObjectURL(url) rimuove il riferimento dalla mappa interna, in questo modo sarà possibile eliminare i Blob (se questi non possiedono più alcun riferimento), e liberare la memoria.

Nell’ultimo esempio, il nostro intento era di utilizzare il Blob solamente una volta, per il download istantaneo, quindi possiamo invocare URL.revokeObjectURL(link.href) immediatamente.

Nell’esempio precedente, con il link HTML cliccabile, non invochiamo URL.revokeObjectURL(link.href), poiché questo renderebbe l’URL del Blob invalido. Dopo averlo revocato, la coppia URL-Blob verrà rimossa dalla mappa, e l’URL non funzionerà più.

Da Blob a base64

Un alternativa a URL.createObjectURL è quella di convertire un Blob in una stringa codificata in base 64.

Questo tipo di encoding rappresenta i dati binari come una stringa leggibile di caratteri ultra-safe, con caratteri ASCII-code da 0 a 64. E, molto più importante, possiamo utilizzare questo encoding nei “data-urls”.

Un data url è rappresentato nella forma data:[<mediatype>][;base64],<data>. Possiamo utilizzare questi URL ovunque, in alternativa agli URL “regolari”.

Ad esempio, qui vediamo un sorriso:

<img src="data:image/png;base64,R0lGODlhDAAMAKIFAF5LAP/zxAAAANyuAP/gaP///wAAAAAAACH5BAEAAAUALAAAAAAMAAwAAAMlWLPcGjDKFYi9lxKBOaGcF35DhWHamZUW0K4mAbiwWtuf0uxFAgA7">

Il browser decodificherà la stringa e mostrerà l’immagine:

Per trasformare un Blob in base64, utilizzeremo l’oggetto integrato FileReader. Può leggere dati da un Blob in diversi formati. Nel prossimo capitolo lo vedremo più in dettaglio.

Qui vediamo un esempio di download di un Blob, utilizzando la base-64:

let link = document.createElement('a');
link.download = 'hello.txt';

let blob = new Blob(['Hello, world!'], {type: 'text/plain'});

let reader = new FileReader();
reader.readAsDataURL(blob); // convertiamo il Blob in base64 e invochiamo onload

reader.onload = function() {
  link.href = reader.result; // data url
  link.click();
};

Entrambi i modi per costruire un URL corrispondente ad un Blob sono utilizzabili. Solitamente URL.createObjectURL(blob) è più semplice e veloce.

URL.createObjectURL(blob)
  • Dobbiamo revocarli per mantenere pulita la memoria.
  • Accesso diretto al Blob, no “encoding/decoding”.
Da Blob a data url
  • Non dobbiamo ricordarci di revocare nulla.
  • Abbiamo perdite di performance e memoria su grandi oggetti di tipo Blob a causa dell’encoding.

Da image a blob

Possiamo creare un Blob relativo ad un immagine, o addirittura fare uno screenshot della pagina. Può essere molto utile se abbiamo la necessità di caricarla da qualche parte.

Le operazioni sulle immagini sono fatte tramite l’elemento <canvas>:

  1. Disegniamo un’immagine (o una usa parte) su un canvas utilizziando canvas.drawImage.
  2. Invochiamo il metodo sui canvas .toBlob(callback, format, quality) il quale crea un Blob ed esegue la callback al termine dell’operazione.

Nell’esempio sotto, un’immagine è appena stata copiata, ma potremmo volerla tagliare, o trasformarla utilizzando un canvas, prima di creare un blob:

// prendiamo un'immagine
let img = document.querySelector('img');

// creiamo un <canvas> delle stesse dimensioni
let canvas = document.createElement('canvas');
canvas.width = img.clientWidth;
canvas.height = img.clientHeight;

let context = canvas.getContext('2d');

// ci copiamo l'immagine al suo interno (questo metodo consente di tagliare l'immagine)
context.drawImage(img, 0, 0);
// possiamo context.rotate(), ed effettuare molte altre operazioni tramite il canvas


// toBlob è un'operazione asincrona, verrà invocata la  funzione di callback al termine
canvas.toBlob(function(blob) {
  // il blob è pronto, lo scarichiamo
  let link = document.createElement('a');
  link.download = 'example.png';

  link.href = URL.createObjectURL(blob);
  link.click();

  // cancelliamo il riferimento interno al blob, per consentire al browser di rimuoverlo dalla memoria
  URL.revokeObjectURL(link.href);
}, 'image/png');

Se preferiamo, possiamo utilizzare async/await al posto delle callback:

let blob = await new Promise(resolve => canvasElem.toBlob(resolve, 'image/png'));

Per effettuare lo screenshot di una pagina, possiamo utilizzare una libreria come https://github.com/niklasvh/html2canvas. Ciò che fa è semplicemente attraversare la pagina e disegnarla su un <canvas>. Successivamente possiamo ottenere un Blob, come descritto sopra.

Da Blob a ArrayBuffer

Il costruttore del Blob consente di creare un Blob per qualsiasi cosa, inclusi i BufferSource.

Se abbiamo bisogno di eseguire operazioni di basso livello, possiamo ottenere il livello più basso, un ArrayBuffer, utilizzando FileReader:

// otteniamo arrayBuffer da un blob
let fileReader = new FileReader();

fileReader.readAsArrayBuffer(blob);

fileReader.onload = function(event) {
  let arrayBuffer = fileReader.result;
};

Riepilogo

Mentre ArrayBuffer, Uint8Array e gli altri BufferSource sono “dati binari”, un Blob rappresenta “un dato binario con tipo”.

Questo rende i Blob convenienti per le operazioni di upload/download, che sono piuttosto comuni nei browser.

I metodi che eseguono richieste web, come XMLHttpRequest, fetch e così via, sono in grado di operare con i Blob nativamente, come con tutti gli altri tipi di dato binari.

Possiamo convertire molto rapidamente da Blob a dati binari a basso livello:

  • Possiamo creare un Blob da un TypedArray utilizzando il costruttore new Blob(...).
  • Possiamo ricostruire un ArrayBuffer da un Blob utilizzando FileReader, e successivamente creare un visualizzatore per visualizzare ed elaborare i dati binari a basso livello.
Mappa del tutorial

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