前言

IO 操作是我們在編程中不可避免會遇到的，例如讀寫文件，Go語言的 io 包中提供了相關的接口，定義了相應的規范，不同的數據類型可以根據規范去實現相應的方法，提供更加豐富的功能。

Go 語言提倡小接口 + 接口組合的方式，來擴展程序的行為以及增加程序的靈活性。io代碼包恰恰就可以作為這樣的一個標桿，它可以成為我們運用這種技巧時的一個參考標準。io包中包含了大量接口，本篇文章我們就先來學習四個核心接口以及對應的接口組合。

Reader

io.Reader接口定義了 Read 方法，用于讀取數據到字節數組中：

• 入參：字節數組 p，會將數據讀入到 p 中
• 返回值：本次讀取的字節數 n，以及遇到的錯誤 err

type Reader interface {
	Read(p []byte) (n int, err error)
}

方法功能詳解

1. 方法讀取數據寫入到字節數組 p 中，由于 p 是有大小的，所以一次至多讀取 len(p) 個字節
2. 方法返回讀取的數據字節數 n(0 <= n <= len(p))，以及讀取過程中遇到的 error
3. 即使一次調用讀取到的數據小于 len(p)，也可能會占用整個字節數組 p 作為暫存空間
4. 如果數據源的數據量小于 len(p) 個字節，方法只會讀取當前可用數據，不會等待更多數據的到來

何時返回error

1. 在成功讀取了 n（n>0）個字節后，如果產生了 error 或者 讀到文件末尾 （end-of-file），本次調用必須要返回讀取的字節數 n，但對于err 的值，可以選擇在本次直接返回 err（err!=nil），或者在下次調用的時候再返回 err (n=0, err!=nil)。常見的一個例子就是，讀取到n個字節后到達文件末尾（EOF），此時可以返回 err=EOF 或者 err=nil，下次調用返回 n=0,err=EOF。
2. 調用者需要注意，每次調用后，如果 n>0，應該先處理數據，再考慮 err 是否為 nil。因為上一點已經指出，如果讀取到 n>0 個字節后遇到 error，會同時返回 n>0 和 err!=nil，此時就需要先處理數據再考慮 err。

方法實現和調用需注意

1. 如果想要實現該方法，不推薦同時返回 n=0 和 err=nil，除非 len(p)=0
2. 如果調用該該方法返回 n=0 和 err=nil，可以認為什么都沒有發生，不能認為是讀到文件末尾了（end-of-file）
3. 實現該方法后，一定不要持有字節數組p （保留下地址做他用）

Writer

io.Writer接口定義了 Write 方法，用于寫數據到文件中

• 入參：字節數組 p，會將 p 中的數據寫入到文件中
• 返回值：成功寫入完成的字節數 n，以及遇到的錯誤 err

type Writer interface {
	Write(p []byte) (n int, err error)
}

方法功能詳解

1. 該方法將 p 中的數據寫到文件中
2. 方法返回成功寫入的字節數 n（0 <= n <= len(p)），以及寫入過程中遇到的錯誤 err
3. 如果 n<len(p)，方法必須返回 err!=nil
4. 方法一定不能修改字節數組 p，即使是臨時修改也不被允許

方法實現需注意

實現該方法后，一定不要持有字節數組p，只是用來讀取數據

Closer

io.Closer接口定義了 Close 方法，該方法用于關閉連接。

方法實現需注意

第一次調用該方法后，再次調用該方法應該產生什么行為，該接口沒有定義，依賴實現方法自定義。

type Closer interface {
	Close() error
}

Seeker

io.Seeker接口定義了 Seek 方法，該方法用于指定下次讀取或者寫入時的偏移量

入參：計算新偏移量的起始值 whence， 基于whence的偏移量offset

返回值：基于 whence 和 offset 計算后新的偏移量值，以及可能產生的錯誤

type Seeker interface {
	Seek(offset int64, whence int) (int64, error)
}

方法功能詳解

io包中定義了如下三種 whence

const (
	SeekStart   = 0 // 基于文件開始位置
	SeekCurrent = 1 // 基于當前偏移量 
	SeekEnd     = 2 // 基于文件結束位置
)

如果計算后新的偏移量，在文件起始位置之前，返回 error!=nil

任意正數的偏移量都是合法的，但是對數據源如何進行I/O操作，依賴具體的實現方法

組合接口

在go語言中，可以利用接口的組合，來囊括其他接口中的方法，類似于定義了一個父接口，可以包含多個子接口。如果一個 struct 實現了所有子接口的方法，也就相當于實現了父接口。小接口 + 接口組合的方式，很大程度上增加了程序的靈活性，在我們自己業務開發過程中，可以借鑒這種做法。

針對上面四個最小粒度的接口，io包定義了如下幾種組合接口：

// ReadWriter 是 Read 和 Write 方法的組合
type ReadWriter interface {
	Reader
	Writer
}

// ReadCloser 是 Read 和 Close 方法的組合
type ReadCloser interface {
	Reader
	Closer
}

// WriteCloser 是 Write 和 Close 方法的組合
type WriteCloser interface {
	Writer
	Closer
}

// ReadWriteCloser 是 Read、Write 和 Close 方法的組合
type ReadWriteCloser interface {
	Reader
	Writer
	Closer
}

// ReadSeeker 是 Read 和 Seek 方法的組合
type ReadSeeker interface {
	Reader
	Seeker
}

// WriteSeeker 是 Write 和 Seek 方法的組合
type WriteSeeker interface {
	Writer
	Seeker
}

// ReadWriteSeeker 是 Read、Write 和 Seek 方法的組合
type ReadWriteSeeker interface {
	Reader
	Writer
	Seeker
}

總結

本篇文章介紹了 io包 中的四大核心接口：

• Reader : 讀取文件中的數據到字節數組中
• Writer : 將字節數組的數據寫入到文件中
• Closer : 用于關閉連接
• Seeker : 給定 whence 和 offset，計算得出新的offset，用于在特定位置開始讀寫

可以看到 Reader 和 Writer 接口中定義的方法中，都有字節數組p，而底層要操作的文件在方法中都沒有體現。Read方法是將文件的數據讀入字節數組p，Write 是將字節數組p的數據寫入文件，這一點不要記混。