在计算机和信息技术领域里I/O这个术语表示输入 / 输出 ( 英语：Input / Output ) ，通常指数据在存储器（内部和外部）或其他周边设备之间的输入和输出，是信息处理系统与外部之间的通信。输入是系统接收的信号或数据，输出则是从其发送的信号或数据。
在Go语言中涉及I/O操作的内置库有很多种，比如：io库，os库，ioutil库，bufio库，bytes库，strings库等等。拥有这么多内置库是好事，但是具体到涉及I/O的场景我们应该选择哪个库呢？
io.Reader/Writer
Go语言里使用io.Reader和io.Writer两个 interface 来抽象I/O，他们的定义如下。
type Reader interface {
Read(p []byte) (n int, err error)
}
type Writer interface {
Write(p []byte) (n int, err error)
}
io.Reader 接口代表一个可以从中读取字节流的实体，而io.Writer则代表一个可以向其写入字节流的实体。
io.Reader/Writer 常用的几种实现
-
net.Conn: 表示网络连接。 -
os.Stdin, os.Stdout, os.Stderr: 标准输入、输出和错误。 -
os.File: 网络,标准输入输出,文件的流读取。 -
strings.Reader: 字符串抽象成 io.Reader 的实现。 -
bytes.Reader: []byte抽象成 io.Reader 的实现。 -
bytes.Buffer: []byte抽象成 io.Reader 和 io.Writer 的实现。 -
bufio.Reader/Writer: 带缓冲的流读取和写入（比如按行读写）。
除了这几种实现外常用的还有ioutil工具库包含了很多IO工具函数，编码相关的内置库encoding/base64、encoding/binary等也是通过 io.Reader 和 io.Writer 实现各自的编码功能的。
这些常用实现和工具库与io.Reader和io.Writer间的关系可以用下图表示。
每种I/O库的使用场景
io库
io库属于底层接口定义库。它的作用主要是定义个I/O的基本接口和个基本常量，并解释这些接口的功能。在实际编写代码做I/O操作时，这个库一般只用来调用它的常量和接口定义，比如用io.EOF判断是否已经读取完，用io.Reader做变量的类型声明。
// 字节流读取完后，会返回io.EOF这个error
for {
n, err := r.Read(buf)
fmt.Println(n, err, buf[:n])
if err == io.EOF {
break
}
}
os 库
os库主要是处理操作系统操作的，它作为Go程序和操作系统交互的桥梁。创建文件、打开或者关闭文件、Socket等等这些操作和都是和操作系统挂钩的，所以都通过os库来执行。这个库经常和ioutil，bufio等配合使用
ioutil库
ioutil库是一个有工具包，它提供了很多实用的 IO 工具函数，例如 ReadAll、ReadFile、WriteFile、ReadDir。唯一需要注意的是它们都是一次性读取和一次性写入，所以使用时，尤其是把数据从文件里一次性读到内存中时需要注意文件的大小。
读出文件中的所有内容
func readByFile() {
data, err := ioutil.ReadFile( "./file/test.txt")
if err != nil {
log.Fatal("err:", err)
return
}
fmt.Println("data", string(data))
}
将数据一次性写入文件
func writeFile() {
err := ioutil.WriteFile("./file/write_test.txt", []byte("hello world!"), 0644)
if err != nil {
panic(err)
return
}
}
bufio库
bufio，可以理解为在io库的基础上额外封装加了一个缓存层，它提供了很多按行进行读写的函数，从io库的按字节读写变为按行读写对写代码来说还是方便了不少。
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
// 循环中打印前100行内容
for {
count += 1
line, err := buf.ReadString('\n')
line = strings.TrimSpace(line)
if err != nil {
return err
}
fmt.Println("line", line)
if count > 100 {
break
}
}
return nil
}
-
ReadLine和ReadString方法：buf.ReadLine()，buf.ReadString("\n")都是按行读，只不过ReadLine读出来的是[]byte，后者直接读出了string，最终他们底层调用的都是ReadSlice方法。 -
bufio VS ioutil 库：bufio 和 ioutil 库都提供了读写文件的能力。它们之间唯一的区别是 bufio 有一个额外的缓存层。这个优势主要体现在读取大文件的时候。
bytes 和 strings 库
bytes 和 strings 库里的 bytes.Reader 和string.Reader，它们都实现了io.Reader接口，也都提供了NewReader方法用来从[]byte或者string类型的变量直接构建出相应的Reader实现。
r := strings.NewReader("abcde")
// 或者是 bytes.NewReader([]byte("abcde"))
buf := make([]byte, 4)
for {
n, err := r.Read(buf)
fmt.Println(n, err, buf[:n])
if err == io.EOF {
break
}
}
另一个区别是 bytes 库有Buffer的功能，而 strings 库则没有。
var buf bytes.Buffer
fmt.Fprintf(&buf, "Size: %d MB.", 85)
s := buf.String()) // s == "Size: 85 MB."
总结
关于io.Reader和io.Writer接口，可以简单理解为读源和写源。也就是说，只要实现了Reader中的Read方法，这个东西就可以作为读源，里面可以包含数据，被我们读取。Writer也是如此。
以上是我对Go语言里做I/O操作时经常会用到的Go语言内置库在使用场景和每个库要解决的问题上的一些总结，希望能帮大家理清思路，作为参考，在开发任务中需要时正确选择合适的库完成I/O操作。如果文章中的叙述有错误，欢迎留言指正，也欢迎在留言中对文章内容进行探讨和提出建议。
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