1. 引言

io.LimitedReader 提供了一個有限的讀取功能，能夠手動設(shè)置最多從數(shù)據(jù)源最多讀取的字節(jié)數(shù)。本文我們將從 io.LimitedReader 的基本定義出發(fā)，講述其基本使用和實現(xiàn)原理，其次，再簡單講述下具體的使用場景，基于此來完成對io.LimitedReader 的介紹。

2. 基本說明

2.1 基本定義

io.LimitedReader 是Go語言提供的一個Reader類型，其包裝了了一個io.Reader 接口，提供了一種有限的讀取功能。io.LimitedReader的基本定義如下:

type LimitedReader struct {
   R Reader // underlying reader
   N int64  // max bytes remaining
}

func (l *LimitedReader) Read(p []byte) (n int, err error) {}

LimitedReader結(jié)構(gòu)體中包含了兩個字段，其中R 為底層Reader, 數(shù)據(jù)都是從Reader 當(dāng)中讀取的，而 N 則代表了剩余最多可以讀取的字節(jié)數(shù)。同時也提供了一個Read 方法，通過該方法來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進行讀取，在讀取過程中 N 的值會不斷減小。

通過使用io.LimitedReader, 我們可以控制從底層讀取器讀取的字節(jié)數(shù)，避免讀取到不應(yīng)該讀取的數(shù)據(jù)，這個在某些場景下非常有用。

同時Go語言還提供了一個函數(shù)，能夠使用該函數(shù)，創(chuàng)建出一個io.LimitedReader 實例，函數(shù)定義如下:

func LimitReader(r Reader, n int64) Reader { return &LimitedReader{r, n} }

我們可以通過該函數(shù)創(chuàng)建出一個LimitedReader 實例，也能夠提升代碼的可讀性。

2.2 使用示例

下面我們展示如何使用io.LimitedReader 限制讀取的字節(jié)數(shù)，代碼示例如下:

package main

import (
        "fmt"
        "io"
        "strings"
)

func main() {
        // 創(chuàng)建一個字符串作為底層讀取器
        reader := strings.NewReader("Hello, World!")

        // 創(chuàng)建一個LimitedReader，限制最多讀取5個字節(jié)
        limitReader := io.LimitReader(reader, 5)

        // 使用LimitedReader進行讀取操作
        buffer := make([]byte, 10)
        n, err := limitReader.Read(buffer)

        if err != nil && err != io.EOF {
                fmt.Println("讀取錯誤:", err)
                return
        }

        fmt.Println("讀取的字節(jié)數(shù):", n)
        fmt.Println("讀取的內(nèi)容:", string(buffer[:n]))
}

在上面示例中，我們使用字符串創(chuàng)建了一個底層Reader，然后基于該底層Reader創(chuàng)建了一個io.LimitedReader，同時限制了最多讀取5個字節(jié)。然后調(diào)用 limitReader 的 Read 方法讀取數(shù)據(jù)，此時將會讀取數(shù)據(jù)放到緩沖區(qū)當(dāng)中，程序?qū)⒆x取到的字節(jié)數(shù)和內(nèi)容打印出來。函數(shù)運行結(jié)果如下:

讀取的字節(jié)數(shù): 5
讀取的內(nèi)容: Hello

這里讀取到的字節(jié)數(shù)為5，同時也只返回了前5個字符。通過這個示例，我們展示了使用io.LimitedReader 限制從底層數(shù)據(jù)源讀取數(shù)據(jù)數(shù)的方法，其實只需要使用io.LimitedReader對源Reader 進行包裝，同時聲明最多讀取的字節(jié)數(shù)即可。

3. 實現(xiàn)原理

在了解了io.LimitedReader的基本定義和使用后，下面我們來對io.LimitedReader的實現(xiàn)原理進行基本說明，通過了解其實現(xiàn)原理，能夠幫助我們更好得理解和使用io.LimitedReader。

io.LimitedReader 的實現(xiàn)比較簡單，我們直接看其代碼的實現(xiàn):

func (l *LimitedReader) Read(p []byte) (n int, err error) {
   // N 代表剩余可讀數(shù)據(jù)長度，如果小于等于0，此時直接返回EOF
   if l.N <= 0 {
      return 0, EOF
   }
   // 傳入切片長度 大于 N, 此時通過 p = p[0:l.N] 修改切片長度，保證切片長度不大于 N
   if int64(len(p)) > l.N {
      p = p[0:l.N]
   }
   // 調(diào)用Read方法讀取數(shù)據(jù)，Read方法最多讀取 len(p) 字節(jié)的數(shù)據(jù)
   n, err = l.R.Read(p)
   // 修改 N 的值
   l.N -= int64(n)
   return
}

其實io.LimitedReader的實現(xiàn)還是比較簡單的，首先，它維護了一個剩余可讀字節(jié)數(shù)N，也就是LimitedReader 中的N 屬性，該值最開始是由用戶設(shè)置的，之后在不斷讀取的過程 N 不斷遞減，直到最后變小為0。

然后LimitedReader 中讀取數(shù)據(jù)，與其他Reader 一樣，需要用戶傳入一個字節(jié)切片參數(shù)p ，為了避免讀取超過剩余可讀字節(jié)數(shù) N 的字節(jié)數(shù)，此時會比較len(p) 和 N 的值，如果切片長度大于N，此時會使用p = p[0:l.N] 修改切片的長度，通過這種方式，保證最多只會讀取到N 字節(jié)的數(shù)據(jù)。

4. 使用場景

當(dāng)我們需要限制從數(shù)據(jù)源讀取到的字節(jié)數(shù)時，亦或者在某些場景下，我們只需要讀取數(shù)據(jù)的前幾個字節(jié)或者特定長度的數(shù)據(jù)，此時使用io.LimitedReader 來實現(xiàn)比較簡單方便。

一個經(jīng)典的例子，其實是net/http 庫解析HTTP請求時對io.LimitedReader的使用，通過其限制了讀取的字節(jié)數(shù)。

當(dāng)客戶端發(fā)送HTTP請求時，可以設(shè)置頭部字段 Content-Length 字段的值，通過該字段聲明請求體的長度，服務(wù)端就可以根據(jù)Content-Length 頭部字段的值，確定請求體的長度。服務(wù)端在讀取請求體數(shù)據(jù)時，不能讀取超過Content-Length 長度的數(shù)據(jù)，因為后面的數(shù)據(jù)可能是下一個請求的數(shù)據(jù)，這里通過io.LimitedReader 來確保不會讀取超出Content-Length 指定長度的字節(jié)數(shù)是非常合適的，而當(dāng)前net/http 庫的實現(xiàn)也確實如此。下面是其中設(shè)置請求體的相關(guān)代碼:

// 根據(jù)不同的編碼類型來對 t.Body 進行設(shè)置
switch {
    // 分塊編碼
    case t.Chunked:
       // 忽略
    case realLength == 0:
       t.Body = NoBody
    // content-length 編碼方式
    case realLength > 0:
       t.Body = &body{src: io.LimitReader(r, realLength), closing: t.Close}
    default:
       // realLength < 0, i.e. "Content-Length" not mentioned in header
       // 忽略
}

這里realLength 便是通過Content-length 頭部字段來獲取的，能夠取到值，此時便通過io.LimitedReader 來限制HTTP請求體數(shù)據(jù)的讀取。

后續(xù)執(zhí)行真正的業(yè)務(wù)流程時，此時直接調(diào)用t.Body 中 Read 方法讀取數(shù)據(jù)即可，不需要操心讀取到下一個請求體的數(shù)據(jù)，非常方便。

5. 總結(jié)

io.LimitedReader 是Go語言標(biāo)準(zhǔn)庫提供的一個結(jié)構(gòu)體類型，能夠限制從數(shù)據(jù)源讀取到的字節(jié)數(shù)。 我們先從io.LimitedReader的基本定義出發(fā)，之后通過一個簡單的示例，展示如何使用io.LimitedReader 來實現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)數(shù)的限制。

接著我們講述了io.LimitedReader函數(shù)的實現(xiàn)原理，通過對這部分內(nèi)容的講述，加深了我們對其的理解。最后我們簡單講述了io.LimitedReader 的使用場景，當(dāng)我們需要限制從數(shù)據(jù)源讀取到的字節(jié)數(shù)時，亦或者在某些場景下，我們只需要讀取數(shù)據(jù)的前幾個字節(jié)或者特定長度的數(shù)據(jù)時，使用io.LimitedReader 是非常合適的。

基于此，完成了對io.LimitedReader 的介紹，希望對你有所幫助。