Golang读写文件的几种方式

作者:BGbiao 链接:https://www.jianshu.com/p/7790ca1bc8f6 來源:简书

最近在使用Golang进行文件读写的过程中,遇到几个细节问题导致程序写入数据时有一定脏数据的残留,最后发现是使用os.OpenFile在进行文件操作的时候没有使用正确的flag造成的。因此专门去学习了下Golang中读写文件的几种方式方法。

读文件

使用golang语言去读取一个文件默认会有多种方式,这里主要介绍以下几种。

使用ioutil直接读取

需要引入io/ioutil包,该包默认拥有以下函数供用户调用。

1func NopCloser(r io.Reader) io.ReadCloser
2func ReadAll(r io.Reader) ([]byte, error)
3func ReadDir(dirname string) ([]os.FileInfo, error)
4func ReadFile(filename string) ([]byte, error)
5func TempDir(dir, prefix string) (name string, err error)
6func TempFile(dir, prefix string) (f *os.File, err error)
7func WriteFile(filename string, data []byte, perm os.FileMode) error
8

读文件,我们可以看以下三个函数:

1//从一个io.Reader类型中读取内容直到返回错误或者EOF时返回读取的数据,当err == nil时,数据成功读取到[]byte中
2//ReadAll函数被定义为从源中读取数据直到EOF,它是不会去从返回数据中去判断EOF来作为读取成功的依据
3func ReadAll(r io.Reader) ([]byte, error)
4
5//读取一个目录,并返回一个当前目录下的文件对象列表和错误信息
6func ReadDir(dirname string) ([]os.FileInfo, error)
7
8//读取文件内容,并返回[]byte数据和错误信息。err == nil时,读取成功
9func ReadFile(filename string) ([]byte, error)

读取文件示例:

 1$ cat readfile.go
 2package main
 3import (
 4    "fmt"
 5    "io/ioutil"
 6    "strings"
 7)
 8func main() {
 9   Ioutil("mytestfile.txt")
10    }
11
12func Ioutil(name string) {
13    if contents,err := ioutil.ReadFile(name);err == nil {
14        //因为contents是[]byte类型,直接转换成string类型后会多一行空格,需要使用strings.Replace替换换行符
15        result := strings.Replace(string(contents),"\n","",1)
16        fmt.Println(result)
17        }
18    }
19
20$ go run readfile.go
21xxbandy.github.io @by Andy_xu

借助os.Open进行读取文件

由于os.Open是打开一个文件并返回一个文件对象,因此其实可以结合ioutil.ReadAll(r io.Reader)来进行读取。 io.Reader其实是一个包含Read方法的接口类型,而文件对象本身是实现了了Read方法的。

我们先来看下os.Open家族的相关函数

1//打开一个需要被读取的文件,如果成功读取,返回的文件对象将可用被读取,该函数默认的权限为O_RDONLY,也就是只对文件有只读权限。如果有错误,将返回*PathError类型
2func Open(name string) (*File, error)
3
4//大部分用户会选择该函数来代替Open or Create函数。该函数主要用来指定参数(os.O_APPEND|os.O_CREATE|os.O_WRONLY)以及文件权限(0666)来打开文件,如果打开成功返回的文件对象将被用作I/O操作
5func OpenFile(name string, flag int, perm FileMode) (*File, error)
6

使用os.Open家族函数和ioutil.ReadAll()读取文件示例:

 1func OsIoutil(name string) {
 2      if fileObj,err := os.Open(name);err == nil {
 3      //if fileObj,err := os.OpenFile(name,os.O_RDONLY,0644); err == nil {
 4        defer fileObj.Close()
 5        if contents,err := ioutil.ReadAll(fileObj); err == nil {
 6            result := strings.Replace(string(contents),"\n","",1)
 7            fmt.Println("Use os.Open family functions and ioutil.ReadAll to read a file contents:",result)
 8            }
 9
10        }
11}
12
13# 在main函数中调用OsIoutil(name)函数就可以读取文件内容了
14$ go run readfile.go
15Use os.Open family functions and ioutil.ReadAll to read a file contents: xxbandy.github.io @by Andy_xu

然而上述方式会比较繁琐一些,因为使用了os的同时借助了ioutil,但是在读取大文件的时候还是比较有优势的。不过读取小文件可以直接使用文件对象的一些方法。

不论是上边说的os.Open还是os.OpenFile他们最终都返回了一个*File文件对象,而该文件对象默认是有很多方法的,其中读取文件的方法有如下几种:

1//从文件对象中读取长度为b的字节,返回当前读到的字节数以及错误信息。因此使用该方法需要先初始化一个符合内容大小的空的字节列表。读取到文件的末尾时,该方法返回0,io.EOF
2func (f *File) Read(b []byte) (n int, err error)
3
4//从文件的off偏移量开始读取长度为b的字节。返回读取到字节数以及错误信息。当读取到的字节数n小于想要读取字节的长度len(b)的时候,该方法将返回非空的error。当读到文件末尾时,err返回io.EOF
5func (f *File) ReadAt(b []byte, off int64) (n int, err error)
6

使用文件对象的Read方法读取:

 1func FileRead(name string) {
 2    if fileObj,err := os.Open(name);err == nil {
 3        defer fileObj.Close()
 4        //在定义空的byte列表时尽量大一些,否则这种方式读取内容可能造成文件读取不完整
 5        buf := make([]byte, 1024)
 6        if n,err := fileObj.Read(buf);err == nil {
 7               fmt.Println("The number of bytes read:"+strconv.Itoa(n),"Buf length:"+strconv.Itoa(len(buf)))
 8               result := strings.Replace(string(buf),"\n","",1)
 9               fmt.Println("Use os.Open and File's Read method to read a file:",result)
10            }
11    }
12}

使用os.Open和bufio.Reader读取文件内容

bufio包实现了缓存IO,它本身包装了io.Readerio.Writer对象,创建了另外的Reader和Writer对象,不过该种方式是带有缓存的,因此对于文本I/O来说,该包是提供了一些便利的。

先看下bufio模块下的相关的Reader函数方法:

 1//首先定义了一个用来缓冲io.Reader对象的结构体,同时该结构体拥有以下相关的方法
 2type Reader struct {
 3}
 4
 5//NewReader函数用来返回一个默认大小buffer的Reader对象(默认大小好像是4096) 等同于NewReaderSize(rd,4096)
 6func NewReader(rd io.Reader) *Reader
 7
 8//该函数返回一个指定大小buffer(size最小为16)的Reader对象,如果 io.Reader参数已经是一个足够大的Reader,它将返回该Reader
 9func NewReaderSize(rd io.Reader, size int) *Reader
10
11
12//该方法返回从当前buffer中能被读到的字节数
13func (b *Reader) Buffered() int
14
15//Discard方法跳过后续的 n 个字节的数据,返回跳过的字节数。如果0 <= n <= b.Buffered(),该方法将不会从io.Reader中成功读取数据。
16func (b *Reader) Discard(n int) (discarded int, err error)
17
18//Peekf方法返回缓存的一个切片,该切片只包含缓存中的前n个字节的数据
19func (b *Reader) Peek(n int) ([]byte, error)
20
21//把Reader缓存对象中的数据读入到[]byte类型的p中,并返回读取的字节数。读取成功,err将返回空值
22func (b *Reader) Read(p []byte) (n int, err error)
23
24//返回单个字节,如果没有数据返回err
25func (b *Reader) ReadByte() (byte, error)
26
27//该方法在b中读取delimz之前的所有数据,返回的切片是已读出的数据的引用,切片中的数据在下一次的读取操作之前是有效的。如果未找到delim,将返回查找结果并返回nil空值。因为缓存的数据可能被下一次的读写操作修改,因此一般使用ReadBytes或者ReadString,他们返回的都是数据拷贝
28func (b *Reader) ReadSlice(delim byte) (line []byte, err error)
29
30//功能同ReadSlice,返回数据的拷贝
31func (b *Reader) ReadBytes(delim byte) ([]byte, error)
32
33//功能同ReadBytes,返回字符串
34func (b *Reader) ReadString(delim byte) (string, error)
35
36//该方法是一个低水平的读取方式,一般建议使用ReadBytes('\n') 或 ReadString('\n'),或者使用一个 Scanner来代替。ReadLine 通过调用 ReadSlice 方法实现,返回的也是缓存的切片,用于读取一行数据,不包括行尾标记(\n 或 \r\n)
37func (b *Reader) ReadLine() (line []byte, isPrefix bool, err error)
38
39//读取单个UTF-8字符并返回一个rune和字节大小
40func (b *Reader) ReadRune() (r rune, size int, err error)
41

示例:

 1func BufioRead(name string) {
 2    if fileObj,err := os.Open(name);err == nil {
 3        defer fileObj.Close()
 4        //一个文件对象本身是实现了io.Reader的 使用bufio.NewReader去初始化一个Reader对象,存在buffer中的,读取一次就会被清空
 5        reader := bufio.NewReader(fileObj)
 6        //使用ReadString(delim byte)来读取delim以及之前的数据并返回相关的字符串.
 7        if result,err := reader.ReadString(byte('@'));err == nil {
 8            fmt.Println("使用ReadSlince相关方法读取内容:",result)
 9        }
10        //注意:上述ReadString已经将buffer中的数据读取出来了,下面将不会输出内容
11        //需要注意的是,因为是将文件内容读取到[]byte中,因此需要对大小进行一定的把控
12        buf := make([]byte,1024)
13        //读取Reader对象中的内容到[]byte类型的buf中
14        if n,err := reader.Read(buf); err == nil {
15            fmt.Println("The number of bytes read:"+strconv.Itoa(n))
16            //这里的buf是一个[]byte,因此如果需要只输出内容,仍然需要将文件内容的换行符替换掉
17            fmt.Println("Use bufio.NewReader and os.Open read file contents to a []byte:",string(buf))
18        }
19
20
21    }
22}

读取文件全部示例

 1/**
 2 * @File Name: readfile.go
 3 * @Author:Andy_xu @xxbandy.github.io
 4 * @Email:371990778@qq.com
 5 * @Create Date: 2017-12-16 16:12:01
 6 * @Last Modified: 2017-12-17 12:12:02
 7 * @Description:读取指定文件的几种方法,需要注意的是[]byte类型在转换成string类型的时候,都会在最后多一行空格,需要使用result := strings.Replace(string(contents),"\n","",1) 方式替换换行符
 8 */
 9package main
10import (
11    "fmt"
12    "io/ioutil"
13    "strings"
14    "os"
15    "strconv"
16    "bufio"
17)
18
19func main() {
20   Ioutil("mytestfile.txt")
21   OsIoutil("mytestfile.txt")
22   FileRead("mytestfile.txt")
23   BufioRead("mytestfile.txt")
24    }
25
26
27func Ioutil(name string) {
28    if contents,err := ioutil.ReadFile(name);err == nil {
29        //因为contents是[]byte类型,直接转换成string类型后会多一行空格,需要使用strings.Replace替换换行符
30        result := strings.Replace(string(contents),"\n","",1)
31        fmt.Println("Use ioutil.ReadFile to read a file:",result)
32        }
33    }
34
35func OsIoutil(name string) {
36      if fileObj,err := os.Open(name);err == nil {
37      //if fileObj,err := os.OpenFile(name,os.O_RDONLY,0644); err == nil {
38        defer fileObj.Close()
39        if contents,err := ioutil.ReadAll(fileObj); err == nil {
40            result := strings.Replace(string(contents),"\n","",1)
41            fmt.Println("Use os.Open family functions and ioutil.ReadAll to read a file :",result)
42            }
43
44        }
45}
46
47
48func FileRead(name string) {
49    if fileObj,err := os.Open(name);err == nil {
50        defer fileObj.Close()
51        //在定义空的byte列表时尽量大一些,否则这种方式读取内容可能造成文件读取不完整
52        buf := make([]byte, 1024)
53        if n,err := fileObj.Read(buf);err == nil {
54               fmt.Println("The number of bytes read:"+strconv.Itoa(n),"Buf length:"+strconv.Itoa(len(buf)))
55               result := strings.Replace(string(buf),"\n","",1)
56               fmt.Println("Use os.Open and File's Read method to read a file:",result)
57            }
58    }
59}
60
61func BufioRead(name string) {
62    if fileObj,err := os.Open(name);err == nil {
63        defer fileObj.Close()
64        //一个文件对象本身是实现了io.Reader的 使用bufio.NewReader去初始化一个Reader对象,存在buffer中的,读取一次就会被清空
65        reader := bufio.NewReader(fileObj)
66        //使用ReadString(delim byte)来读取delim以及之前的数据并返回相关的字符串.
67        if result,err := reader.ReadString(byte('@'));err == nil {
68            fmt.Println("使用ReadSlince相关方法读取内容:",result)
69        }
70        //注意:上述ReadString已经将buffer中的数据读取出来了,下面将不会输出内容
71        //需要注意的是,因为是将文件内容读取到[]byte中,因此需要对大小进行一定的把控
72        buf := make([]byte,1024)
73        //读取Reader对象中的内容到[]byte类型的buf中
74        if n,err := reader.Read(buf); err == nil {
75            fmt.Println("The number of bytes read:"+strconv.Itoa(n))
76            //这里的buf是一个[]byte,因此如果需要只输出内容,仍然需要将文件内容的换行符替换掉
77            fmt.Println("Use bufio.NewReader and os.Open read file contents to a []byte:",string(buf))
78        }
79
80
81    }
82}

写文件

那么上述几种方式来读取文件的方式也支持文件的写入,相关的方法如下:

使用ioutil包进行文件写入

1// 写入[]byte类型的data到filename文件中,文件权限为perm
2func WriteFile(filename string, data []byte, perm os.FileMode) error

示例:

 1$ cat writefile.go
 2/**
 3 * @File Name: writefile.go
 4 * @Author:
 5 * @Email:
 6 * @Create Date: 2017-12-17 12:12:09
 7 * @Last Modified: 2017-12-17 12:12:30
 8 * @Description:使用多种方式将数据写入文件
 9 */
10package main
11import (
12    "fmt"
13    "io/ioutil"
14)
15
16func main() {
17      name := "testwritefile.txt"
18      content := "Hello, xxbandy.github.io!\n"
19      WriteWithIoutil(name,content)
20}
21
22//使用ioutil.WriteFile方式写入文件,是将[]byte内容写入文件,如果content字符串中没有换行符的话,默认就不会有换行符
23func WriteWithIoutil(name,content string) {
24    data :=  []byte(content)
25    if ioutil.WriteFile(name,data,0644) == nil {
26        fmt.Println("写入文件成功:",content)
27        }
28    }
29
30# 会有换行符    
31$ go run writefile.go
32写入文件成功: Hello, xxbandy.github.io!

使用os.Open相关函数进行文件写入

因为os.Open系列的函数会打开文件,并返回一个文件对象指针,而该文件对象是一个定义的结构体,拥有一些相关写入的方法。

文件对象结构体以及相关写入文件的方法:

1//写入长度为b字节切片到文件f中,返回写入字节号和错误信息。当n不等于len(b)时,将返回非空的err
2func (f *File) Write(b []byte) (n int, err error)
3//在off偏移量出向文件f写入长度为b的字节
4func (f *File) WriteAt(b []byte, off int64) (n int, err error)
5//类似于Write方法,但是写入内容是字符串而不是字节切片
6func (f *File) WriteString(s string) (n int, err error)
7

注意:使用WriteString()j进行文件写入发现经常新内容写入时无法正常覆盖全部新内容。(是因为字符串长度不一样)

示例:

 1//使用os.OpenFile()相关函数打开文件对象,并使用文件对象的相关方法进行文件写入操作
 2func WriteWithFileWrite(name,content string){
 3    fileObj,err := os.OpenFile(name,os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_TRUNC,0644)
 4    if err != nil {
 5        fmt.Println("Failed to open the file",err.Error())
 6        os.Exit(2)
 7    }
 8    defer fileObj.Close()
 9    if _,err := fileObj.WriteString(content);err == nil {
10        fmt.Println("Successful writing to the file with os.OpenFile and *File.WriteString method.",content)
11    }
12    contents := []byte(content)
13    if _,err := fileObj.Write(contents);err == nil {
14        fmt.Println("Successful writing to thr file with os.OpenFile and *File.Write method.",content)
15    }
16}

注意:使用os.OpenFile(name string, flag int, perm FileMode)打开文件并进行文件内容更改,需要注意flag相关的参数以及含义。

 1const (
 2        O_RDONLY int = syscall.O_RDONLY // 只读打开文件和os.Open()同义
 3        O_WRONLY int = syscall.O_WRONLY // 只写打开文件
 4        O_RDWR   int = syscall.O_RDWR   // 读写方式打开文件
 5        O_APPEND int = syscall.O_APPEND // 当写的时候使用追加模式到文件末尾
 6        O_CREATE int = syscall.O_CREAT  // 如果文件不存在,此案创建
 7        O_EXCL   int = syscall.O_EXCL   // 和O_CREATE一起使用, 只有当文件不存在时才创建
 8        O_SYNC   int = syscall.O_SYNC   // 以同步I/O方式打开文件,直接写入硬盘.
 9        O_TRUNC  int = syscall.O_TRUNC  // 如果可以的话,当打开文件时先清空文件
10)

使用io包中的相关函数写入文件

io包中有一个WriteString()函数,用来将字符串写入一个Writer对象中。

1//将字符串s写入w(可以是一个[]byte),如果w实现了一个WriteString方法,它可以被直接调用。否则w.Write会再一次被调用
2func WriteString(w Writer, s string) (n int, err error)
3
4//Writer对象的定义
5type Writer interface {
6        Write(p []byte) (n int, err error)
7}

示例:

 1//使用io.WriteString()函数进行数据的写入
 2func WriteWithIo(name,content string) {
 3    fileObj,err := os.OpenFile(name,os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_APPEND,0644)
 4    if err != nil {
 5        fmt.Println("Failed to open the file",err.Error())
 6        os.Exit(2)
 7    }
 8    if  _,err := io.WriteString(fileObj,content);err == nil {
 9        fmt.Println("Successful appending to the file with os.OpenFile and io.WriteString.",content)
10    }
11}

使用bufio包中的相关函数写入文件

bufioio包中很多操作都是相似的,唯一不同的地方是bufio提供了一些缓冲的操作,如果对文件I/O操作比较频繁的,使用bufio还是能增加一些性能的。

bufio包中,有一个Writer结构体,而其相关的方法也支持一些写入操作。

 1//Writer是一个空的结构体,一般需要使用NewWriter或者NewWriterSize来初始化一个结构体对象
 2type Writer struct {
 3        // contains filtered or unexported fields
 4}
 5
 6//NewWriterSize和NewWriter函数
 7//返回默认缓冲大小的Writer对象(默认是4096)
 8func NewWriter(w io.Writer) *Writer
 9
10//指定缓冲大小创建一个Writer对象
11func NewWriterSize(w io.Writer, size int) *Writer
12
13//Writer对象相关的写入数据的方法
14
15//把p中的内容写入buffer,返回写入的字节数和错误信息。如果nn<len(p),返回错误信息中会包含为什么写入的数据比较短
16func (b *Writer) Write(p []byte) (nn int, err error)
17//将buffer中的数据写入 io.Writer
18func (b *Writer) Flush() error
19
20//以下三个方法可以直接写入到文件中
21//写入单个字节
22func (b *Writer) WriteByte(c byte) error
23//写入单个Unicode指针返回写入字节数错误信息
24func (b *Writer) WriteRune(r rune) (size int, err error)
25//写入字符串并返回写入字节数和错误信息
26func (b *Writer) WriteString(s string) (int, error)
27

注意:如果需要再写入文件时利用缓冲的话只能使用bufio包中的Write方法

示例:

 1//使用bufio包中Writer对象的相关方法进行数据的写入
 2func WriteWithBufio(name,content string) {
 3    if fileObj,err := os.OpenFile(name,os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_APPEND,0644);err == nil {
 4        defer fileObj.Close()
 5        writeObj := bufio.NewWriterSize(fileObj,4096)
 6        //
 7       if _,err := writeObj.WriteString(content);err == nil {
 8              fmt.Println("Successful appending buffer and flush to file with bufio's Writer obj WriteString method",content)
 9           }
10
11        //使用Write方法,需要使用Writer对象的Flush方法将buffer中的数据刷到磁盘
12        buf := []byte(content)
13        if _,err := writeObj.Write(buf);err == nil {
14            fmt.Println("Successful appending to the buffer with os.OpenFile and bufio's Writer obj Write method.",content)
15            if  err := writeObj.Flush(); err != nil {panic(err)}
16            fmt.Println("Successful flush the buffer data to file ",content)
17        }
18        }
19}

写文件全部示例

 1/**
 2 * @File Name: writefile.go
 3 * @Author:Andy_xu @xxbandy.github.io
 4 * @Email:371990778@qq.com
 5 * @Create Date: 2017-12-17 12:12:09
 6 * @Last Modified: 2017-12-17 23:12:10
 7 * @Description:使用多种方式将数据写入文件
 8 */
 9package main
10import (
11    "os"
12    "io"
13    "fmt"
14    "io/ioutil"
15    "bufio"
16)
17
18func main() {
19      name := "testwritefile.txt"
20      content := "Hello, xxbandy.github.io!\n"
21      WriteWithIoutil(name,content)
22      contents := "Hello, xuxuebiao\n"
23      //清空一次文件并写入两行contents
24      WriteWithFileWrite(name,contents)
25      WriteWithIo(name,content)
26      //使用bufio包需要将数据先读到buffer中,然后在flash到磁盘中
27      WriteWithBufio(name,contents)
28}
29
30//使用ioutil.WriteFile方式写入文件,是将[]byte内容写入文件,如果content字符串中没有换行符的话,默认就不会有换行符
31func WriteWithIoutil(name,content string) {
32    data :=  []byte(content)
33    if ioutil.WriteFile(name,data,0644) == nil {
34        fmt.Println("写入文件成功:",content)
35        }
36    }
37
38//使用os.OpenFile()相关函数打开文件对象,并使用文件对象的相关方法进行文件写入操作
39//清空一次文件
40func WriteWithFileWrite(name,content string){
41    fileObj,err := os.OpenFile(name,os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_TRUNC,0644)
42    if err != nil {
43        fmt.Println("Failed to open the file",err.Error())
44        os.Exit(2)
45    }
46    defer fileObj.Close()
47    if _,err := fileObj.WriteString(content);err == nil {
48        fmt.Println("Successful writing to the file with os.OpenFile and *File.WriteString method.",content)
49    }
50    contents := []byte(content)
51    if _,err := fileObj.Write(contents);err == nil {
52        fmt.Println("Successful writing to thr file with os.OpenFile and *File.Write method.",content)
53    }
54}
55
56
57//使用io.WriteString()函数进行数据的写入
58func WriteWithIo(name,content string) {
59    fileObj,err := os.OpenFile(name,os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_APPEND,0644)
60    if err != nil {
61        fmt.Println("Failed to open the file",err.Error())
62        os.Exit(2)
63    }
64    if  _,err := io.WriteString(fileObj,content);err == nil {
65        fmt.Println("Successful appending to the file with os.OpenFile and io.WriteString.",content)
66    }
67}
68
69//使用bufio包中Writer对象的相关方法进行数据的写入
70func WriteWithBufio(name,content string) {
71    if fileObj,err := os.OpenFile(name,os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_APPEND,0644);err == nil {
72        defer fileObj.Close()
73        writeObj := bufio.NewWriterSize(fileObj,4096)
74        //
75       if _,err := writeObj.WriteString(content);err == nil {
76              fmt.Println("Successful appending buffer and flush to file with bufio's Writer obj WriteString method",content)
77           }
78
79        //使用Write方法,需要使用Writer对象的Flush方法将buffer中的数据刷到磁盘
80        buf := []byte(content)
81        if _,err := writeObj.Write(buf);err == nil {
82            fmt.Println("Successful appending to the buffer with os.OpenFile and bufio's Writer obj Write method.",content)
83            if  err := writeObj.Flush(); err != nil {panic(err)}
84            fmt.Println("Successful flush the buffer data to file ",content)
85        }
86        }
87}

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原文发表时间:2018-09-03

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