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Go语言中io.Reader和io.Writer的详解与实现
类别:GO语言   作者:码皇   来源:互联网   点击:

在Go语言的实际编程中,几乎所有的数据结构都围绕接口展开,接口是Go语言中所有数据结构的核心。在使用Go语言的过程中,无论你是实现web应用程序,还是控制台输入输出,又或者是网络操作,不可避免的会遇到IO操作,使用到io Reader和io Writer接口。下面来详细看看。

一、前言

也许对这两个接口和相关的一些接口很熟悉了,但是你脑海里确很难形成一个对io接口的继承关系整天的概貌,原因在于godoc缺省并没有像javadoc一样显示官方库继承关系,这导致了我们对io接口的继承关系记忆不深,在使用的时候还经常需要翻文档加深记忆。

本文试图梳理清楚Go io接口的继承关系,提供一个io接口的全貌。

二、io接口回顾

首先我们回顾一下几个常用的io接口。标准库的实现是将功能细分,每个最小粒度的功能定义成一个接口,然后接口可以组成成更多功能的接口。

最小粒度的接口

    type Reader interface {
    Read(p []byte) (n int, err error)}
    type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)}
    type Closer interface {
    Close() error}
    type Seeker interface {
    Seek(offset int64, whence int) (int64, error)}
    type ReaderFrom interface {
    ReadFrom(r Reader) (n int64, err error)}
    type WriterTo interface {
    WriteTo(w Writer) (n int64, err error)}
    type ReaderAt interface {
    ReadAt(p []byte, off int64) (n int, err error)}
    type WriterAt interface {
    WriteAt(p []byte, off int64) (n int, err error)}

以及

    type ByteReader interface {
    ReadByte() (byte, error)}
    type ByteWriter interface {
    WriteByte(c byte) error}

ByteScanner比ByteReader多了一个UnreadByte方法。

    type ByteScanner interface {
    ByteReader UnreadByte() error}
    type RuneReader interface {
    ReadRune() (r rune, size int, err error)}
    type RuneScanner interface {
    RuneReader UnreadRune() error}

组合接口

Go标准库还定义了一些由上面的单一职能的接口组合而成的接口。

    type ReadCloser interface {
    Reader Closer}
    type ReadSeeker interface {
    Reader Seeker}
    type ReadWriter interface {
    Reader Writer}
    type ReadWriteCloser interface {
    Reader Writer Closer}
    type ReadWriteSeeker interface {
    Reader Writer Seeker}
    type WriteCloser interface {
    Writer Closer}
    type WriteSeeker interface {
    Writer Seeker}

从它们的定义上可以看出,它们是最小粒度的组合。

最小接口的扩展

有些结构体struct实现并且扩展了接口,这些结构体是。

    type LimitedReader struct {
    R Reader // underlying reader N int64 // max bytes remaining}
    type PipeReader struct {
    // contains filtered or unexported fields}
    type PipeWriter struct {
    // contains filtered or unexported fields}
    type SectionReader struct {
    // contains filtered or unexported fields}

下面我会将它们的继承关系画出来。

一些辅助方法

一些辅助方法可以生成特殊类型的Reader或者Writer:

    func LimitReader(r Reader, n int64) Readerfunc MultiReader(readers ...Reader) Readerfunc TeeReader(r Reader, w Writer) Readerfunc MultiWriter(writers ...Writer) Writer

三、继承关系

当然,Go语言中并没有Java中那样的继承关系,而是基于duck type形式实现,我用下图尝试展示Go io接口的继承关系。

    其中黄色是 bufio 包下的类型,

    绿色是 archive.tar 包下的类型,

    蓝色是 bytes 包下的类型,

    粉红色是 strings包下的类型,

    紫色是 crypto.tls 包下的类型。

Rand是math.rand包下的类型。

File是os包下的内容。

`Rand`左边的那个Reader是image.jpeg下的内容。

我们最常用的是包io、bytes、bufio下的类型,所以这几个包下的类型要记牢,在第三库中经常会出现它们的身影。

上图中并没有把mime/multipart.File和 net/http.File列出来,主要是图太复杂了,它们实现的接口和os.File类似。

当然你可能会问,你怎么整理的它们的继承关系?事实上,你可以通过godoc -analysis=type -http=:6060生成带继承关系的Go doc,并且它还可以将你本地下载的库中的继承关系也显示出来。

四、总结

以上就是关于Go语言中io.Reader和io.Writer的详解与实现的全部内容,希望这篇文章的内容对大家的学习和工作能有所帮助,如果有疑问可以留言交流。

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