谈谈对Golang IO读写的困惑
前言
Golang的IO读写提供了很多种方式,目前本人知道的有io库、os库、ioutil库、bufio库、bytes/strings库等。
虽然库多是一件好事,意味着选择性多,但让我困惑的一点是:什么场景下该用哪个库? 为什么?
在给出结论前,我先想给出Golang内置IO库的项目结构,主要方便理解和引用:
# 只列举了核心的目录及文件 src: - bufio - bufio.go - bytes - buffer.go - reader.go - io - ioutil - ioutil.go - io.go - os - file.go - strings - reader.go
1.io库属于底层接口定义库,其作用是是定义一些基本接口和一些基本常量,并对这些接口的作用给出说明,常见的接口有Reader、Writer等。一般用这个库只是为了调用它的一些常量,比如io.EOF。
2.ioutil库包含在io目录下,它的主要作用是作为一个工具包,里面有一些比较实用的函数,比如 ReadAll(从某个源读取数据)、ReadFile(读取文件内容)、WriteFile(将数据写入文件)、ReadDir(获取目录)
3.os库主要是跟操作系统打交道,所以文件操作基本都会跟os库挂钩,比如创建文件、打开一个文件等。这个库往往会和ioutil库、bufio库等配合使用
4.bufio库可以理解为在io库上再封装一层,加上了缓存功能。它可能会和ioutil库和bytes.Buffer搞混。
4.1 bufio VS ioutil库:两者都提供了对文件的读写功能,唯一的不同就是bufio多了一层缓存的功能,这个优势主要体现读取大文件的时候(ioutil.ReadFile是一次性将内容加载到内存,如果内容过大,很容易爆内存)
4.2 bufio VS bytes.Buffer:两者都提供一层缓存功能,它们的不同主要在于 bufio 针对的是文件到内存的缓存,而 bytes.Buffer 的针对的是内存到内存的缓存(个人感觉有点像channel,你也可以发现 bytes.Buffer 并没有提供接口将数据写到文件)。
5.bytes和strings库:这两个库有点迷,首先它们都实现了Reader接口,所以它们的不同主要在于针对的对象不同,bytes针对的是字节,strings针对的是字符串(它们的方法实现原理很相似)。另一个区别就是 bytes还带有Buffer的功能,但是 strings没提供。
注:关于Reader和Writer接口,可以简单理解为读取源和写入源,即只要实现Reader里面的Read方法,这个东西就可以作为一个读取源,里面可以包含数据并被我们读取;Writer亦是如此。
以上就是个人的一些结论,下面会针对以上结论做进一步说明,如果有错误的地方麻烦请留言指正,比心"color: #ff0000">窥探 io 库
io库比较常用的接口有三个,分别是Reader,Writer和Close。
// Read方法会接收一个字节数组p,并将读取到的数据存进该数组,最后返回读取的字节数n。 // 注意n不一定等于读取的数据长度,比如字节数组p的容量太小,n会等于数组的长度 type Reader interface { Read(p []byte) (n int, err error) } // Write 方法同样接收一个字节数组p,并将接收的数据保存至文件或者标准输出等,返回的n表示写入的数据长度。 // 当n不等于len(p)时,返回一个错误。 type Writer interface { Write(p []byte) (n int, err error) } // 关闭操作 type Closer interface { Close() error }
关于 Read 方法的具体实现,可以在strings库中看到:
// 定义一个Reader接口体 type Reader struct { s string i int64 // current reading index prevRune int // index of previous rune; or < 0 } // 通过NewReader方法得到 reader 对象,这里有个关键的地方是传入的字符串被赋值到 s 变量中 func NewReader(s string) *Reader { return &Reader{s, 0, -1} } // Read方法: 核心是 copy 方法,参数b虽然是切片,但是copy方法会影响到它的底层数组 func (r *Reader) Read(b []byte) (n int, err error) { if r.i >= int64(len(r.s)) { return 0, io.EOF } r.prevRune = -1 // 核心方法 n = copy(b, r.s[r.i:]) r.i += int64(n) return }
窥探 ioutil 库
上面提到,ioutil 库就是一个工具包,里面主要是比较实用的函数,比如ReadFile、WriteFile等,唯一需要注意的是它们都是一次性读取和一次性写入,所以当读取的时候注意文件不能过大。
从文件读取数据:
func readByFile() { data, err := ioutil.ReadFile( "./lab8_io/file/test.txt") if err != nil { log.Fatal("err:", err) return } fmt.Println("data", string(data)) // hello world! }
把数据写入到文件:
func writeFile() { err := ioutil.WriteFile("./lab8_io/file/write_test.txt", []byte("hello world!"), 0644) if err != nil { panic(err) return } }
遍历目录:遍历目录有一个需要注意的是它的排序并不是自然排序方式。
窥探bufio库
bufio 库在上面也提到过,它主要是在io库上加了一层缓存的功能,以下是bufio读取大文件的例子:
func readBigFile(filePath string) error { f, err := os.Open(filePath) defer f.Close() if err != nil { log.Fatal(err) return err } buf := bufio.NewReader(f) count := 0 for { count += 1 line, err := buf.ReadString('\n') line = strings.TrimSpace(line) if err != nil { return err } fmt.Println("line", line) // 这里是避免全部打印 if count > 100 { break } } return nil }
注:
1.bufio 的ReadLine/ReadBytes/ReadString/ReadSlice: ReadString和ReadBytes等同,ReadBytes和ReadLine都调用了ReadSlice
窥探bytes/strings库
前面提过,就单纯实现Reader接口,bytes和strings底层函数的实现方式是差不多的,可以查看其源码得证:
// bytes/reader.go // Read implements the io.Reader interface. func (r *Reader) Read(b []byte) (n int, err error) { if r.i >= int64(len(r.s)) { return 0, io.EOF } r.prevRune = -1 n = copy(b, r.s[r.i:]) r.i += int64(n) return } // strings/reader.go func (r *Reader) Read(b []byte) (n int, err error) { if r.i >= int64(len(r.s)) { return 0, io.EOF } r.prevRune = -1 n = copy(b, r.s[r.i:]) r.i += int64(n) return }
参考/推荐
详解golang中bufio包的实现原理
Golang 超大文件读取的两个方案
https://gist.github.com/suntong/032173e96247c0411140
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