Go语言中的io.Reader和io.Writer以及它们的实现
<p>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。也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。</p> <h3><strong>io接口回顾</strong></h3> <p>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。</p> <p>最小粒度的接口</p> <pre> <code class="language-php">typeReaderinterface{ Read(p []byte) (nint, err error) } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeWriterinterface{ Write(p []byte) (nint, err error) } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeCloserinterface{ Close() error } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeSeekerinterface{ Seek(offset int64, whenceint) (int64, error) } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeReaderFrominterface{ ReadFrom(r Reader) (n int64, err error) } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeWriterTointerface{ WriteTo(w Writer) (n int64, err error) } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeReaderAtinterface{ ReadAt(p []byte, offint64) (nint, err error) } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeWriterAtinterface{ WriteAt(p []byte, offint64) (nint, err error) } </code></pre> <p>以及</p> <pre> <code class="language-php">typeByteReaderinterface{ ReadByte() (byte, error) } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeByteWriterinterface{ WriteByte(c byte) error } </code></pre> <p>ByteScanner比ByteReader多了一个 UnreadByte 方法。</p> <pre> <code class="language-php">typeByteScannerinterface{ ByteReader UnreadByte() error } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeRuneReaderinterface{ ReadRune() (r rune, sizeint, err error) } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeRuneScannerinterface{ RuneReader UnreadRune() error } </code></pre> <p><strong>组合接口</strong></p> <p>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。</p> <pre> <code class="language-php">typeReadCloserinterface{ Reader Closer } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeReadSeekerinterface{ Reader Seeker } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeReadWriterinterface{ Reader Writer } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeReadWriteCloserinterface{ Reader Writer Closer } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeReadWriteSeekerinterface{ Reader Writer Seeker } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeWriteCloserinterface{ Writer Closer } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeWriteSeekerinterface{ Writer Seeker } </code></pre> <p>从它们的定义上可以看出,它们是最小粒度的组合。</p> <p><strong>最小接口的扩展</strong></p> <p>有些结构体struct实现并且扩展了接口,这些结构体是。</p> <pre> <code class="language-php">typeLimitedReaderstruct{ R Reader // underlying reader N int64// max bytes remaining } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typePipeReaderstruct{ // contains filtered or unexported fields } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typePipeWriterstruct{ // contains filtered or unexported fields } </code></pre> <pre> <code class="language-php">typeSectionReaderstruct{ // contains filtered or unexported fields } </code></pre> <p>下面我会将它们的继承关系画出来。</p> <p>一些辅助方法</p> <p>一些辅助方法可以生成特殊类型的Reader或者Writer:</p> <pre> <code class="language-php">funcLimitReader(r Reader, nint64) Reader funcMultiReader(readers ...Reader) Reader funcTeeReader(r Reader, w Writer) Reader funcMultiWriter(writers ...Writer) Writer </code></pre> <h3><strong>继承关系</strong></h3> <p>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。</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/d91768f1d52c079f5b016bbfb4c98bd6.png"></p> <p>其中黄色是 bufio 包下的类型,</p> <p>绿色是 archive.tar 包下的类型,</p> <p>蓝色是 bytes 包下的类型,</p> <p>粉红色是 strings 包下的类型,</p> <p>紫色是 crypto.tls 包下的类型。</p> <p>Rand 是 math.rand 包下的类型。</p> <p>File 是 os 包下的内容。</p> <p>`Rand`左边的那个 Reader 是 image.jpeg 下的内容。</p> <p>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。</p> <p>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。</p> <p>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。</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/5d34a25b7e3eeb96615628e00258fdd0.png"></p> <h3>参考文档</h3> <ol> <li><a href="/misc/goto?guid=4959677507350589266" rel="nofollow,noindex">https://golang.org/pkg/io/</a></li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959677507442695818" rel="nofollow,noindex">https://golang.org/pkg/bufio/</a></li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959677507530074606" rel="nofollow,noindex">https://golang.org/pkg/bytes/</a></li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959677507619899519" rel="nofollow,noindex">https://medium.com/@benbjohnson/go-walkthrough-io-package-8ac5e95a9fbd#.er7vmwvb3</a></li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959677507701812033" rel="nofollow,noindex">https://medium.com/@blumenmann/a-simple-beginners-tutorial-to-io-writer-in-golang-2a13bfefea02#.sm0gq7rn0</a></li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959677507793765749" rel="nofollow,noindex">https://www.reddit.com/r/golang/comments/4z2eo2/noob_question_how_to_discover_interface/</a></li> </ol> <p> </p> <p>来自:http://colobu.com/2016/08/29/go-io-Reader-and-io-Writer/</p> <p> </p>
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