通過os包,可以擁有操控計算機操作系統(tǒng)的能力。這個代碼包提供的都是平臺不相關(guān)的API。無論是Linux、macOS、Windows、FreeBSD、OpenBSD、Plan9,os包都可以提供統(tǒng)一的使用接口。這樣就可以用同樣的方法來操縱不同的操作系統(tǒng),并得到相似的結(jié)果。
os包中的API主要可以幫助我們使用操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)、權(quán)限系統(tǒng)、環(huán)境變量、系統(tǒng)進程以及系統(tǒng)信號。其中,文件系統(tǒng)的API最豐富。不但可以用來創(chuàng)建和刪除文件以及目錄,還可以獲取到各種信息、修改內(nèi)容、修改訪問權(quán)限。等等。這里,最常用的數(shù)據(jù)類型就是:os.File。
從字面上看,os.File類型代表了操作系統(tǒng)中的文件,但是實際上,它代表的遠不止于此。比如對于類Unix的操作系統(tǒng),包括Linux、macOS、FreeBSD等,其中的一切都可以被看作是文件。
除了文本文件、二進制文件、壓縮文件、目錄這些常見的形式之外,還有符號鏈接、各種物理設(shè)備(包括內(nèi)置或外接的面向塊或者字符的設(shè)備)、命名管道,以及套接字(也就是socket),等等。所以能夠利用os.File類型操縱的東西有很多。不過接下來主要介紹os.File類型應(yīng)用于常規(guī)文件。
os.File類型擁有的都是指針方法,它的指針實現(xiàn)了很多io包中的接口。
對于io包中最核心的3個簡單接口io.Reader、io.Writer和io.Closer,*os.File類型都實現(xiàn)了它們。另外還順便實現(xiàn)了io包中的9個擴展接口中的7個。沒有實現(xiàn)簡單接口io.ByteReader和io.RuneReader,所以也沒有實現(xiàn)上面這兩個的擴展接口io.ByteScannser和io.RuneScanner。
總之,os.File類型及其指針類型的值,不但可以通過各種方式讀取和寫入某個文件中的內(nèi)容,還可以尋找并設(shè)定下一次讀取或?qū)懭霑r的起始索引位置,另外還可以隨時對文件進行關(guān)閉。但是,它并不能專門的讀取文件中的下一個字節(jié)或Unicode字符,也不能進行任何的讀回退操作。不過,單讀讀取下一個字節(jié)或字符的功能也可以通過其他方式來實現(xiàn)。比如用Read方法傳入適當(dāng)?shù)膮?shù)。
使用反射檢查接口的實現(xiàn)
下面的示例枚舉了io包中的所有接口,檢查*os.File是否實現(xiàn)了該接口:
package main
import (
"bytes"
"fmt"
"io"
"os"
"reflect"
)
// ioTypes 代表了io代碼包中的所有接口的反射類型。
var ioTypes = []reflect.Type{
reflect.TypeOf((*io.Reader)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.Writer)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.Closer)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.ByteReader)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.RuneReader)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.ReaderAt)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.Seeker)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.WriterTo)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.ByteWriter)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.WriterAt)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.ReaderFrom)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.ByteScanner)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.RuneScanner)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.ReadSeeker)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.ReadCloser)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.WriteCloser)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.WriteSeeker)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.ReadWriter)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.ReadWriteSeeker)(nil)).Elem(),
reflect.TypeOf((*io.ReadWriteCloser)(nil)).Elem(),
}
func main() {
var file os.File
fileType := reflect.TypeOf(&file)
var buf bytes.Buffer // 存放沒有實現(xiàn)的那些接口信息,最后統(tǒng)一打印出來
fmt.Fprintf(&buf, "Type %T not implements:\n", &file)
fmt.Printf("Type %T implements:\n", &file)
for _, t := range ioTypes {
if fileType.Implements(t) {
fmt.Println(t.String())
} else {
fmt.Fprintln(&buf, t.String())
}
}
fmt.Println()
fmt.Println(buf.String())
}
一般要檢查接口是否實現(xiàn)了,不需要用到反射這么高級的用法。
要操作文件,首先要獲取一個os.File類型的指針值,簡稱File值。在os包中,有如下幾個函數(shù):
用于根據(jù)給定的路徑創(chuàng)建一個新的文件。它會返回一個File值和一個錯誤值??梢栽谠摵瘮?shù)返回的File值之上,對相應(yīng)的文件進行讀操作和寫操作。使用這個函數(shù)創(chuàng)建的文件,對操作系統(tǒng)中的所有用戶來說都是可以讀和寫的。
注意,如果給定的路徑已經(jīng)存在一個文件了,那么該函數(shù)會先清空現(xiàn)有文件中的內(nèi)容,然后再把該文件的File值返回。就是覆蓋原有文件創(chuàng)建一個新的空文件。另外,如果有錯誤,會通過第二個參數(shù)返回錯誤值。比如,如果路徑不存在,那么會返回一個*os.PathErro類型的錯誤值。
下面的示例,嘗試當(dāng)在前目錄下創(chuàng)建一個文件。還會把當(dāng)前目錄的名稱截掉最后一個字符,這應(yīng)該會是一個不存在的目錄,同樣嘗試創(chuàng)建一個文件,然后會返回一個預(yù)期的錯誤:
package main
import (
"fmt"
"os"
"path/filepath"
)
func main() {
tempPath := os.TempDir()
fmt.Println("系統(tǒng)的臨時文件夾:", tempPath)
fileName := "test.txt"
var paths []string
dir, _ := os.Getwd()
dirPath := filepath.Join(dir, fileName) // 在當(dāng)前文件夾下創(chuàng)建一個文件
paths = append(paths, dirPath)
notExistsPath := filepath.Join(dir[:len(dir)-1], fileName) // 這個文件夾路徑應(yīng)該不存在
paths = append(paths, notExistsPath)
for _, path := range paths {
fmt.Println("創(chuàng)建文件:", path)
_, err := os.Create(path) // 返回的第一個參數(shù)是*File,就不要的
if err != nil {
var underlyingErr string
if _, ok := err.(*os.PathError); ok {
underlyingErr = "(path error)"
}
fmt.Fprintf(os.Stderr, "ERROR: %v %s\n", err, underlyingErr)
continue
}
fmt.Println("創(chuàng)建文件成功.")
}
}
該函數(shù)在被調(diào)用的時候需要接受一個代表文件描述符的uintptr類型的值,以及一個用于表示文件名的字符串。如果給定的不是有效的文件描述符,那么會返回nil。否則,返回相應(yīng)文件的File值。這里不要被函數(shù)名稱誤導(dǎo),它的功能不是創(chuàng)建一個新的文件,而是依據(jù)一個已經(jīng)存在的文件的描述符,來新建一個包裝了該文件的File值。比如,可以像這樣拿到一個包裝了標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出的File值:
file := os.NewFile(uintptr(syscall.Stderr), "/dev/stderr")
然后,通過這個File值向標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出寫入一些內(nèi)容,一般的效果就是打印出錯誤信息:
if file != nil {
file.WriteString("Test Stderr.\n")
}
如果是一個已存在的文件,可以使用該文件的文件描述符作為函數(shù)的第一個參數(shù)返回File值。下面文件描述符的內(nèi)容里還有一個示例。
打開一個文件并返回包裝了該文件的File值。該函數(shù)只能以只讀模式打開文件。如果調(diào)用了File值的任何寫入方法,都會返回錯誤:
package main
import (
"fmt"
"os"
"path/filepath"
)
func main() {
fileName := "test.txt"
dir, _ := os.Getwd()
dirPath := filepath.Join(dir, fileName)
file, err := os.Open(dirPath)
if err != nil {
// 文件可能不存在,先創(chuàng)建一個文件
fmt.Fprintf(os.Stderr, "ERROR: %v\n", err)
return
}
_, err = file.WriteString(" ") // 文件是只讀的,嘗試寫入會返回錯誤
var underlyingErr string
if _, ok := err.(*os.PathError); ok {
underlyingErr = "(path error)"
}
fmt.Fprintf(os.Stderr, "ERROR: %v %s\n", err, underlyingErr)
}
實際上,上面說的只讀模式,正是應(yīng)用在File值所持有的文件描述符之上的。
文件描述符,是由通常很小的非負整數(shù)代表的。它一般會由I/O相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用返回,并作為某個文件的一個表示存在。
從操作系統(tǒng)的層面看,針對任何文件的I/O操作都需要用到這個文件描述符。只不過,Go語言中的一些數(shù)據(jù)類型,為我們隱匿掉了這個描述符。實際上,在調(diào)用os.Create函數(shù)、os.Open函數(shù)以及之后會提到的os.OpenFile函數(shù)時,都會執(zhí)行同一個系統(tǒng)調(diào)用,并且在成功之后會得到這樣一個文件描述符。這個文件描述符將會被存儲在返回的File值中。os.File類型有一個Fd的指針方法,返回一個uintptr類型的值。這個值就代表了當(dāng)前的File值所持有的那個文件描述符。
不過在os包中,只有NewFile函數(shù)需要用到它。所以,如果操作的只是常規(guī)的文件或目錄,也無需特別在意。
文件描述符相關(guān)的示例:
package main
import (
"fmt"
"os"
"path/filepath"
)
func main() {
fileName := "test.txt"
dir, _ := os.Getwd()
dirPath := filepath.Join(dir, fileName)
file1, err := os.Open(dirPath)
if err != nil {
// 文件可能不存在,先創(chuàng)建一個文件
fmt.Fprintf(os.Stderr, "ERROR: %v\n", err)
return
}
file2, _ := os.Open(dirPath) // 雖然打開的是同一個文件,但卻是不同的文件描述符
file3 := os.NewFile(file1.Fd(), dirPath) // 可以通過文件描述符,獲取File值
fmt.Println(file1.Fd(), file2.Fd(), file3.Fd())
}
通過Fd方法獲取到的文件描述符可以通過os.NewFile函數(shù)返回File值。
這個函數(shù)其實是os.Create函數(shù)和os.Open函數(shù)的底層支持,它最靈活。這個函數(shù)有3個參數(shù):
func OpenFile(name string, flag int, perm FileMode) (*File, error) {
testlog.Open(name)
return openFileNolog(name, flag, perm)
}
name參數(shù),是文件的路徑。
flag參數(shù),是需要施加在文件描述符上的模式,叫操作模式,Open函數(shù)是只讀的就是因為在Open函數(shù)里調(diào)用OpenFile的時候指定了該參數(shù):
func Open(name string) (*File, error) {
return OpenFile(name, O_RDONLY, 0)
}
perm參數(shù),也是模式,叫權(quán)限模式。類型是os.FileMode,此類型是一個基于uint32類型的再定義類型:
type FileMode uint32
這里的兩個模式:
關(guān)于操作模式和訪問權(quán)限的更多細節(jié),在后面繼續(xù)講。
打開文件并寫入內(nèi)容的操作示例:
package main
import (
"fmt"
"os"
"path/filepath"
)
func main() {
fileName := "test.txt"
dir, _ := os.Getwd()
dirPath := filepath.Join(dir, fileName)
// O_WRONLY:只寫模式。O_CREATE:文件不存在就創(chuàng)建。O_TRUNC:打開并清空文件
file, err := os.OpenFile(dirPath, os.O_WRONLY|os.O_CREATE|os.O_TRUNC, 0666)
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "ERROR: %v\n", err)
return
}
n, err := file.WriteString("寫入操作")
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "ERROR: %v\n", err)
} else {
fmt.Println("寫入字節(jié)數(shù)(bytes):", n)
}
}
針對File值的操作模式主要有:
在新建一個文件的時候,必須把這三個模式中的一個設(shè)定為此文件的操作模式。
另外,還可以再設(shè)置額外的操作模式,選項如下:
對于以上操作模式的使用,os.Open函數(shù)和os.Create函數(shù)都是現(xiàn)成的例子:
func Open(name string) (*File, error) {
return OpenFile(name, O_RDONLY, 0)
}
func Create(name string) (*File, error) {
return OpenFile(name, O_RDWR|O_CREATE|O_TRUNC, 0666)
}
這里順便也是下面訪問權(quán)限的例子了。
這里可以看到,多個操作符是通過按位或操作符(|)組合起來的,常用的寫模式的組合還有:
os.O_WRONLY|os.O_CREATE|os.O_EXCL
: 文件存在會報錯,不存在才新建os.O_WRONLY|os.O_CREATE|os.O_TRUNC
: 無論是否有文件存在,都會得到一個空文件,然后可以寫入新內(nèi)容os.O_WRONLY|os.O_APPEND
: 在文件內(nèi)容后面追加內(nèi)容os.OpenFile函數(shù)的第三個參數(shù)perm代表的是權(quán)限模式,類型是os.FileMode。實際上,os.FIleMode類型能夠代表的,不只權(quán)限模式,還可以代表文件模式,也可以稱之為文件種類。
os.FileMode是基于uint32類型的再定義類型,它包含了32個比特位。在這32個比特位中,每個比特位都有其特定的意義:
所有的常量都在源碼里有說明:
const (
// The single letters are the abbreviations
// used by the String method's formatting.
ModeDir FileMode = 1 << (32 - 1 - iota) // d: is a directory
ModeAppend // a: append-only
ModeExclusive // l: exclusive use
ModeTemporary // T: temporary file; Plan 9 only
ModeSymlink // L: symbolic link
ModeDevice // D: device file
ModeNamedPipe // p: named pipe (FIFO)
ModeSocket // S: Unix domain socket
ModeSetuid // u: setuid
ModeSetgid // g: setgid
ModeCharDevice // c: Unix character device, when ModeDevice is set
ModeSticky // t: sticky
ModeIrregular // ?: non-regular file; nothing else is known about this file
// Mask for the type bits. For regular files, none will be set.
ModeType = ModeDir | ModeSymlink | ModeNamedPipe | ModeSocket | ModeDevice | ModeIrregular
ModePerm FileMode = 0777 // Unix permission bits
)
可以像操作模式那樣用按位或操作符(|)組合起來。一般也就直接0666或0777就好了。
這篇還是偏重理論,主要講的打開文件的操作。在打開文件獲取到os.File類型后,由于它的指針已經(jīng)實現(xiàn)了各種io接口,之后的讀寫操作,就是通過調(diào)用*os.File實現(xiàn)的io接口來實現(xiàn)了。另外,io包還有一個ioutil子包,可以讀取整個文件。而逐行讀取文件的內(nèi)容,也需要一些具體的實現(xiàn)。
下面這篇有一些文件讀寫的示例:
https://blog.51cto.com/steed/2315597
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名稱欄目:Go36-44,45-文件操作(os.File)-創(chuàng)新互聯(lián)
標(biāo)題路徑:http://bm7419.com/article44/ipdee.html
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