IO 操作的基本分類

在計(jì)算機(jī)中，處理文件和網(wǎng)絡(luò)通訊等，都需要進(jìn)行 IO 操作，IO 即是 input/ouput，計(jì)算機(jī)的輸入輸出操作。

Go語言中的 IO 操作封裝在如下幾個包中：

• io 為 IO 原語提供基本的接口
• io/ioutil 封裝一些實(shí)用的 I/O 函數(shù)
• fmt 實(shí)現(xiàn)了 I/O 的格式化
• bufio 實(shí)現(xiàn)了帶緩沖的 I/O
• net.Conn 網(wǎng)絡(luò)的讀寫
• os.Stdin, Stdout 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出
• os.File 系統(tǒng)文件操作

當(dāng)然除了上面這些，還有一些比如 json，xml，tar 等也屬于文件操作。

其中 io 包中的 io.Reader 和 io.Writer 比較關(guān)鍵。io.Reader 接口實(shí)現(xiàn)了對文件、套接字等輸入設(shè)備的抽象；io.Writer 接口則實(shí)現(xiàn)了對輸出設(shè)備的抽象。

io 包提供了很多功能，這個包可以以流式的方式高效處理數(shù)據(jù)，而不用考慮數(shù)據(jù)是什么，數(shù)據(jù)來自哪里，以及數(shù)據(jù)要發(fā)送到哪里去。只要你實(shí)現(xiàn)了這2個接口。這就是抽象的能力。

IO包2個重要接口 Reader 和 Writer

在 io 包中有 2 個重要的接口：io.Reader和 io.Writer。
實(shí)現(xiàn)了這2個接口，就可以使用 io 包的功能。

Reader 接口

type Reader interface {
    Read(p []byte) (n int, err error)
}

Read() 方法將 len(p) 個字節(jié)讀取到 p 中。它返回讀取的字節(jié)數(shù) n，以及發(fā)生錯誤時的錯誤信息。

1. 如果讀到了數(shù)據(jù)（n > 0），則 err 應(yīng)該返回 nil。
2. 如果數(shù)據(jù)被讀空，沒有數(shù)據(jù)可讀（n == 0），則 err 應(yīng)該返回 EOF。
3. 如果遇到讀取錯誤，則 err 應(yīng)該返回相應(yīng)的錯誤信息。
4. n 可能小于 len(p)，也就是說在 Go 讀取 IO 時，是不會保證一次讀取預(yù)期的所有數(shù)據(jù)的。
5. 如果要保證讀取所需的所有數(shù)據(jù)，就需要在一個循環(huán)里調(diào)用 Read，累加每次返回的數(shù)據(jù)。

只要某個實(shí)例實(shí)現(xiàn)了接口 io.Reader 里的方法 Read() ，就滿足了接口 io.Reader ，可以當(dāng)做參數(shù)傳入進(jìn)來。

io.EOF 變量的定義：var EOF = errors.New("EOF")，是 error 類型。根據(jù) reader 接口的說明，在 n > 0 且數(shù)據(jù)被讀完了的情況下，當(dāng)次返回的 error 有可能是 EOF 也有可能是 nil。

例子1： demo_reader.go 從標(biāo)準(zhǔn)輸入中讀取數(shù)據(jù)

package main

import (
	"fmt"
	"io"
	"os"
)

func ReadFrom(reader io.Reader, num int) ([]byte, error) {
	p := make([]byte, num)
	n, err := reader.Read(p)

	fmt.Println("n: ", n)

	if n > 0 {
		return p[:n], nil
	}
	return p, err
}

func main() {
	for {
		data, err := ReadFrom(os.Stdin, 4)
		if err != nil {
			if err == io.EOF {
				break
			}
		} else {
			fmt.Printf("receive: %X, %s\n", data, string(data))
		}
	}
}

Writer 接口

type Writer interface {
   Write(p []byte) (n int, err error)
}

Write 方法將 len(p) 個字節(jié)從 p 中寫入到對象數(shù)據(jù)流中。它返回從 p 中被寫入的字節(jié)數(shù) n，以及發(fā)生錯誤時返回的錯誤信息。

1. 如果 p 中的數(shù)據(jù)全部被寫入，則 err 應(yīng)該返回 nil。
2. 如果 p 中的數(shù)據(jù)無法被全部寫入，則 err 應(yīng)該返回相應(yīng)的錯誤信息。

例子1 ：demo_writer.go

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	// 創(chuàng)建 Buffer 暫存空間，并將一個字符串寫入 Buffer
	// 使用 io.Writer 的 Write 方法寫入
	var buf bytes.Buffer
	buf.Write([]byte("hello world , "))

	// 用 Fprintf 將一個字符串拼接到 Buffer 里
	fmt.Fprintf(&buf, " welcome to golang !")

	// 將 Buffer 的內(nèi)容輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備
	buf.WriteTo(os.Stdout)
}

bytes.Buffer 結(jié)構(gòu)體：
bytes.Buffer 是一個結(jié)構(gòu)體類型，用來暫存寫入的數(shù)據(jù)，這個結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)了 io.Writer 接口的 Write 方法。

Fprintf 方法定義：

func Fprintf(w io.Writer, format string, a ...interface{}) (n int, err error)

第一個參數(shù)是 io.Writer 接口類型，bytes.Buffer 結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)了 io.Writer 接口里的 Write 方法，實(shí)現(xiàn)了 Write 方法的類型都可以作為參數(shù)（這里是 buf）傳入。

WriteTo 方法定義：

func (b *Buffer) WriteTo(w io.Writer) (n int64, err error)

WriteTo 方法第一個參數(shù)是 io.Writer 接口類型。

例子1：file_write.go

package main

import (
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	strings := []string{
		"hello, golang! \n",
		"welcome to golang! \n",
		"Go is a good lang. ",
	}

	file, err := os.Create("./writefile.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		os.Exit(1)
	}

	defer file.Close()

	for _, p := range strings {
		// file 類型實(shí)現(xiàn)了 io.Writer
		n, err := file.Write([]byte(p))
		if err != nil {
			fmt.Println(err)
			os.Exit(1)
		}
		if n != len(p) {
			fmt.Println("failed to write data")
			os.Exit(1)
		}
	}

	fmt.Println("file wirte done")
}

把 strings 這個 slice 結(jié)構(gòu)中的字符串寫入到名為 writefile.txt 的文件中。

參考

• io 包
• Fprintf 包
• bytes 包
• example_Buffer