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总结Go对文件的读取方式

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Go 中对文件内容读写的方法，非常地多，其中大多数是基于 syscall 或者 os 库的高级封装，不同的库，适用的场景又不太一样，为免新手在这块上裁跟头，我花了点时间把这些内容梳理了下。

http://image.iswbm.com/20211228231043.png

1. 整个文件读取入内存

直接将数据直接读取入内存，是效率最高的一种方式，但此种方式，仅适用于小文件，对于大文件，则不适合，因为比较浪费内存。

1.1 直接指定文件名读取

有两种方法

第一种：使用 os.ReadFile

package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    content, err := os.ReadFile("a.txt")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println(string(content))
}

第二种：使用 ioutil.ReadFile

package main

import (
    "io/ioutil"
    "fmt"
)

func main() {
    content, err := ioutil.ReadFile("a.txt")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println(string(content))
}

其实在 Go 1.16 开始，ioutil.ReadFile 就等价于 os.ReadFile，二者是完全一致的

// ReadFile reads the file named by filename and returns the contents.
// A successful call returns err == nil, not err == EOF. Because ReadFile
// reads the whole file, it does not treat an EOF from Read as an error
// to be reported.
//
// As of Go 1.16, this function simply calls os.ReadFile.
func ReadFile(filename string) ([]byte, error) {
    return os.ReadFile(filename)
}

1.2 先创建句柄再读取

如果仅是读取，可以使用高级函数 os.Open

package main

import (
"os"
"io/ioutil"
"fmt"
)

func main() {
    file, err := os.Open("a.txt")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer file.Close()
    content, err := ioutil.ReadAll(file)
    fmt.Println(string(content))
}

之所以说它是高级函数，是因为它是只读模式的 os.OpenFile

// Open opens the named file for reading. If successful, methods on
// the returned file can be used for reading; the associated file
// descriptor has mode O_RDONLY.
// If there is an error, it will be of type *PathError.
func Open(name string) (*File, error) {
    return OpenFile(name, O_RDONLY, 0)
}

因此，你也可以直接使用 os.OpenFile，只是要多加两个参数

package main

import (
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "os"
)

func main() {
    file, err := os.OpenFile("a.txt", os.O_RDONLY, 0)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer file.Close()
    content, err := ioutil.ReadAll(file)
    fmt.Println(string(content))
}

2. 每次只读取一行

一次性读取所有的数据，太耗费内存，因此可以指定每次只读取一行数据。方法有三种：

  1. bufio.ReadLine()
  2. bufio.ReadBytes(‘:raw-latex:\nopen in new window’)
  3. bufio.ReadString(‘:raw-latex:\nopen in new window’)

在 bufio 的源码注释中，曾说道 bufio.ReadLine() 是低级库，不太适合普通用户使用，更推荐用户使用 bufio.ReadBytes 和 bufio.ReadString 去读取单行数据。

因此，这里不再介绍 bufio.ReadLine()

2.1 使用 bufio.ReadBytes

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "io"
    "os"
    "strings"
)

func main() {
    // 创建句柄
    fi, err := os.Open("christmas_apple.py")
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // 创建 Reader
    r := bufio.NewReader(fi)

    for {
        lineBytes, err := r.ReadBytes('\n')
        line := strings.TrimSpace(string(lineBytes))
        if err != nil && err != io.EOF {
            panic(err)
        }
        if err == io.EOF {
            break
        }
        fmt.Println(line)
    }
}

2.2 使用 bufio.ReadString

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "io"
    "os"
    "strings"
)

func main() {
    // 创建句柄
    fi, err := os.Open("a.txt")
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // 创建 Reader
    r := bufio.NewReader(fi)

    for {
        line, err := r.ReadString('\n')
        line = strings.TrimSpace(line)
        if err != nil && err != io.EOF {
            panic(err)
        }
        if err == io.EOF {
            break
        }
        fmt.Println(line)
    }
}

3. 每次只读取固定字节数

每次仅读取一行数据，可以解决内存占用过大的问题，但要注意的是，并不是所有的文件都有换行符 \n。

因此对于一些不换行的大文件来说，还得再想想其他办法。

3.1 使用 os 库

通用的做法是：

  • 先创建一个文件句柄，可以使用 os.Open 或者 os.OpenFile
  • 然后 bufio.NewReader 创建一个 Reader
  • 然后在 for 循环里调用 Reader 的 Read 函数，每次仅读取固定字节数量的数据。
package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "io"
    "os"
)

func main() {
    // 创建句柄
    fi, err := os.Open("a.txt")
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // 创建 Reader
    r := bufio.NewReader(fi)

    // 每次读取 1024 个字节
    buf := make([]byte, 1024)
    for {
        n, err := r.Read(buf)
        if err != nil && err != io.EOF {
            panic(err)
        }

        if n == 0 {
            break
        }
        fmt.Println(string(buf[:n]))
    }
}

3.2 使用 syscall 库

os 库本质上也是调用 syscall 库，但由于 syscall 过于底层，如非特殊需要，一般不会使用 syscall

本篇为了内容的完整度，这里也使用 syscall 来举个例子。

本例中，会每次读取 100 字节的数据，并发送到通道中，由另外一个协程进行读取并打印出来。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "syscall"
)

func main() {
    fd, err := syscall.Open("christmas_apple.py", syscall.O_RDONLY, 0)
    if err != nil {
        fmt.Println("Failed on open: ", err)
    }
    defer syscall.Close(fd)

    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)
    dataChan := make(chan []byte)
    go func() {
        wg.Done()
        for {
            data := make([]byte, 100)
            n, _ := syscall.Read(fd, data)
            if n == 0 {
                break
            }
            dataChan <- data
        }
        close(dataChan)
    }()

    go func() {
        defer wg.Done()
        for {
            select {
            case data, ok := <-dataChan:
                if !ok {
                    return
                }

                fmt.Printf(string(data))
            default:

            }
        }
    }()
    wg.Wait()
}

END 链接