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Go語言中io.Reader和io.Writer的詳解與實現(xiàn)

 更新時間:2016年09月01日 09:17:15   投稿:daisy  
在Go語言的實際編程中,幾乎所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都圍繞接口展開,接口是Go語言中所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的核心。在使用Go語言的過程中,無論你是實現(xiàn)web應(yīng)用程序,還是控制臺輸入輸出,又或者是網(wǎng)絡(luò)操作,不可避免的會遇到IO操作,使用到io.Reader和io.Writer接口。下面來詳細看看。

一、前言

也許對這兩個接口和相關(guān)的一些接口很熟悉了,但是你腦海里確很難形成一個對io接口的繼承關(guān)系整天的概貌,原因在于godoc缺省并沒有像javadoc一樣顯示官方庫繼承關(guān)系,這導(dǎo)致了我們對io接口的繼承關(guān)系記憶不深,在使用的時候還經(jīng)常需要翻文檔加深記憶。

本文試圖梳理清楚Go io接口的繼承關(guān)系,提供一個io接口的全貌。

二、io接口回顧

首先我們回顧一下幾個常用的io接口。標(biāo)準庫的實現(xiàn)是將功能細分,每個最小粒度的功能定義成一個接口,然后接口可以組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多了一個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
}

組合接口

Go標(biāo)準庫還定義了一些由上面的單一職能的接口組合而成的接口。

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
}

從它們的定義上可以看出,它們是最小粒度的組合。

最小接口的擴展

有些結(jié)構(gòu)體struct實現(xiàn)并且擴展了接口,這些結(jié)構(gòu)體是。

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
}

下面我會將它們的繼承關(guān)系畫出來。

一些輔助方法

一些輔助方法可以生成特殊類型的Reader或者Writer:

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

三、繼承關(guān)系

當(dāng)然,Go語言中并沒有Java中那樣的繼承關(guān)系,而是基于duck type形式實現(xiàn),我用下圖嘗試展示Go io接口的繼承關(guān)系。

    其中黃色是 bufio 包下的類型,

    綠色是 archive.tar 包下的類型,

    藍色是 bytes 包下的類型,

    粉紅色是 strings包下的類型,

    紫色是 crypto.tls 包下的類型。

Rand是math.rand包下的類型。

File是os包下的內(nèi)容。

`Rand`左邊的那個Reader是image.jpeg下的內(nèi)容。

我們最常用的是包io、bytes、bufio下的類型,所以這幾個包下的類型要記牢,在第三庫中經(jīng)常會出現(xiàn)它們的身影。

上圖中并沒有把mime/multipart.File和 net/http.File列出來,主要是圖太復(fù)雜了,它們實現(xiàn)的接口和os.File類似。

當(dāng)然你可能會問,你怎么整理的它們的繼承關(guān)系?事實上,你可以通過godoc -analysis=type -http=:6060生成帶繼承關(guān)系的Go doc,并且它還可以將你本地下載的庫中的繼承關(guān)系也顯示出來。

四、總結(jié)

以上就是關(guān)于Go語言中io.Reader和io.Writer的詳解與實現(xiàn)的全部內(nèi)容,希望這篇文章的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)和工作能有所幫助,如果有疑問可以留言交流。

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