golang中bufio包

一、介绍go标准库中的bufio

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最近用golang写了一个处理文件的脚本，由于其中涉及到了文件读写，开始使用golang中的 io 包，后来发现golang 中提供了一个bufio的包，使用这个包可以大幅提高文件读写的效率，于是在网上搜索同样的文件读写为什么bufio 要比io 的读写更快速呢？根据网上的资料和阅读源码，以下来详细解释下bufio的高效如何实现的。

bufio 包介绍

bufio包实现了有缓冲的I/O。它包装一个io.Reader或io.Writer接口对象，创建另一个也实现了该接口，且同时还提供了缓冲和一些文本I/O的帮助函数的对象。

以上为官方包的介绍，在其中我们能了解到的信息如下：

bufio 是通过缓冲来提高效率

简单的说就是，把文件读取进缓冲（内存）之后再读取的时候就可以避免文件系统的io 从而提高速度。同理，在进行写操作时，先把文件写入缓冲（内存），然后由缓冲写入文件系统。看完以上解释有人可能会表示困惑了，直接把 内容-文件 和 内容-缓冲-文件相比， 缓冲区好像没有起到作用嘛。其实缓冲区的设计是为了存储多次的写入，最后一口气把缓冲区内容写入文件。下面会详细解释

bufio 封装了io.Reader或io.Writer接口对象，并创建另一个也实现了该接口的对象

io.Reader或io.Writer 接口实现read() 和 write() 方法，对于实现这个接口的对象都是可以使用这两个方法的

注明：介绍内容来自博主 LiangWenT

，原文链接： ，在查找资料时，发现这篇博客的内容很好理解

bufio包实现了缓存IO。它包装了io.Reader和io.Write对象，创建了另外的Reader和Writer对象，它们也实现了io.Reader和io.Write接口，具有缓存。注意：缓存是放在主存中，既然是保存在主存里，断电会丢失数据，那么要及时保存数据。

二、常用内容

1、Reader类型

NewReaderSize

作用：NewReaderSize将rd封装成一个带缓存的bufio.Reader对象。缓存大小由size指定（如果小于16则会被设为16）。如果rd的基类型就是有足够缓存的bufio.Reader类型，则直接将rd转换为基类型返回。

NewReader

funcReader相当于NewReaderSize(rd, 4096)

Peek

Peek返回缓存的一个切片，该切片引用缓存中前n个字节的数据，该操作不会将数据读出，只是引用，引用的数据在下一次读取操作之前有效的。如果切片长度小于n，则返回一个错误信息说明原因。如果n大于缓存的总大小，则返回ErrBufferFull。

Read

Read从b中数据到p中，返回读出的字节数和遇到的错误。如果缓存不为空，则只能读出缓冲中的数据，不会从底层io.Reader中提取数据，如果缓存为空，则：

1、len(p) = 缓存大小，则跳过缓存，直接从底层io.Reader中读出到p中

2、len(p) 缓存大小，则先将数据从底层io.Reader中读取到缓存中，再从缓存读取到p中。

Buffered

Buffered返回缓存中未读取的数据的长度。

Discard

Discard跳过后续的n个字节的数据，返回跳过的字节数。

Writer类型和方法

write结构

NewWriteSize

NewWriterSize将wr封装成一个带缓存的bufio.Writer对象，缓存大小由size指定（如果小于4096则会被设置未4096）。

NewWrite

NewWriter相等于NewWriterSize(wr, 4096)

WriteString

WriteString功能同Write，只不过写入的是字符串

WriteRune

WriteRune向b写入r的UTF-8编码，返回r的编码长度。

Flush

Available

Available 返回缓存中未使用的空间的长度

Buffered

Buffered返回缓存中未提交的数据长度

Reset

Reset将b的底层Write重新指定为w，同时丢弃缓存中的所有数据，复位所有标记和错误信息。相当于创建了一个新的bufio.Writer。

GO中还提供了Scanner类型，处理一些比较简单的场景。如处理按行读取输入序列或空格分隔的词等。

内容来自：

参考链接：

1）

2）

go语言string之Buffer与Builder

操作字符串离不开字符串的拼接，但是Go中string是只读类型，大量字符串的拼接会造成性能问题。

拼接字符串，无外乎四种方式，采用“+”，“fmt.Sprintf()”,"bytes.Buffer","strings.Builder"

上面我们创建10万字符串拼接的测试，可以发现"bytes.Buffer","strings.Builder"的性能最好，约是“+”的1000倍级别。

这是由于string是不可修改的，所以在使用“+”进行拼接字符串，每次都会产生申请空间，拼接，复制等操作，数据量大的情况下非常消耗资源和性能。而采用Buffer等方式，都是预先计算拼接字符串数组的总长度（如果可以知道长度），申请空间，底层是slice数组，可以以append的形式向后进行追加。最后在转换为字符串。这申请了不断申请空间的操作，也减少了空间的使用和拷贝的次数，自然性能也高不少。

bytes.buffer是一个缓冲byte类型的缓冲器存放着都是byte

是一个变长的 buffer，具有 Read 和Write 方法。 Buffer 的 零值 是一个 空的 buffer，但是可以使用，底层就是一个 []byte， 字节切片。

向Buffer中写数据，可以看出Buffer中有个Grow函数用于对切片进行扩容。

从Buffer中读取数据

strings.Builder的方法和bytes.Buffer的方法的命名几乎一致。

但实现并不一致，Builder的Write方法直接将字符拼接slice数组后。

其没有提供read方法，但提供了strings.Reader方式

Reader 结构:

Buffer:

Builder:

可以看出Buffer和Builder底层都是采用[]byte数组进行装载数据。

先来说说Buffer:

创建好Buffer是一个empty的，off 用于指向读写的尾部。

在写的时候，先判断当前写入字符串长度是否大于Buffer的容量，如果大于就调用grow进行扩容，扩容申请的长度为当前写入字符串的长度。如果当前写入字符串长度小于最小字节长度64，直接创建64长度的[]byte数组。如果申请的长度小于二分之一总容量减去当前字符总长度，说明存在很大一部分被使用但已读，可以将未读的数据滑动到数组头。如果容量不足，扩展2*c + n 。

其String()方法就是将字节数组强转为string

Builder是如何实现的。

Builder采用append的方式向字节数组后添加字符串。

从上面可以看出，[]byte的内存大小也是以倍数进行申请的，初始大小为 0，第一次为大于当前申请的最大 2 的指数，不够进行翻倍.

可以看出如果旧容量小于1024进行翻倍，否则扩展四分之一。（2048 byte 后，申请策略的调整）。

其次String()方法与Buffer的string方法也有明显区别。Buffer的string是一种强转，我们知道在强转的时候是需要进行申请空间，并拷贝的。而Builder只是指针的转换。

这里我们解析一下 *(*string)(unsafe.Pointer(b.buf)) 这个语句的意思。

先来了解下unsafe.Pointer 的用法。

也就是说，unsafe.Pointer 可以转换为任意类型，那么意味着，通过unsafe.Pointer媒介，程序绕过类型系统，进行地址转换而不是拷贝。

即*A = Pointer = *B

就像上面例子一样，将字节数组转为unsafe.Pointer类型，再转为string类型，s和b中内容一样，修改b,s也变了，说明b和s是同一个地址。但是对s重新赋值后，意味着s的地址指向了“WORLD”,它们所使用的内存空间不同了，所以s改变后，b并不会改变。

所以他们的区别就在于 bytes.Buffer 是重新申请了一块空间，存放生成的string变量， 而strings.Builder直接将底层的[]byte转换成了string类型返回了回来，去掉了申请空间的操作。

Go语言中的字节序

Go中的binary包实现了简单的数字与字节序列的转换以及变长值的编解码

package main

import ( "fmt" "bytes" "encoding/binary" ) func main(){ n := 0x12345678 bytesBuffer := bytes.NewBuffer([]byte{}) //BigEndian 大端顺序存储 LittleEndian小端顺序存储 binary.Write(bytesBuffer, binary.BigEndian, int32(n)) data:=bytesBuffer.Bytes() fmt.Printf("[0]: %#x addr:%#x\n",data[0],data[0]) fmt.Printf("[0]: %#x addr:%#x\n",data[1],data[1]) fmt.Printf("[0]: %#x addr:%#x\n",data[2],data[2]) fmt.Printf("[0]: %#x addr:%#x\n",data[3],data[3]) }

输出

[0]: 0x12 addr:0xc042010248 [1]: 0x34 addr:0xc042010249 [2]: 0x56 addr:0xc04201024a [3]: 0x78 addr:0xc04201024b

也可以使用下面的方式

n := 0x12345678 var data []byte = make([]byte,4) //操作的都是无符号整型 binary.BigEndian.PutUint32(data,uint32(n))

可以使用下面的方式判断当前系统的字节序类型

const INT_SIZE int = int(unsafe.Sizeof(0))

//判断我们系统中的字节序类型 func systemEdian() { var i int = 0x1 bs := (*[INT_SIZE]byte)(unsafe.Pointer(i)) if bs[0] == 0 { fmt.Println("system edian is little endian") } else { fmt.Println("system edian is big endian") } }

Golang bytes.buffer详解

Buffer 介绍

Buffer 是 bytes 包中的一个 type Buffer struct{…}

A buffer is a variable-sized buffer of bytes with Read and Write methods. The zero value for Buffer is an empty buffer ready to use.

（是一个变长的 buffer，具有 Read 和Write 方法。 Buffer 的 零值 是一个 空的 buffer，但是可以使用）

Buffer 就像一个集装箱容器，可以存东西，取东西（存取数据）

创建缓冲器

输出

写入到缓冲器

buffer在new的时候是空的，也是可以直接Write的

Write

结果

WriteString

结果

WriteByte

WriteRune

结果

从缓冲器中写出

读出缓冲器

Read

ReadByte

返回缓冲器头部的第一个byte

ReadRun

ReadRune方法，返回缓冲器头部的第一个rune

为什么n==3，而n1==1呢？我们看下ReadRune 的源码

ReadBytes

ReadBytes方法，需要一个byte作为分隔符，读的时候从缓冲器里找出第一个出现的分隔符，缓冲器头部开始到分隔符之间的byte返回。

相当于有一个分隔符

ReadString

和readBytes方法类似

读入缓冲器

ReadFrom方法，从一个实现io.Reader接口的r，把r的内容读到缓冲器里，n返回读的数量

从缓冲器取出

Next方法，返回前n个byte（slice），原缓冲器变

缓冲区原理介绍

go字节缓冲区底层以字节切片做存储，切片存在长度len与容量cap, 缓冲区写从长度len的位置开始写，当lencap时，会自动扩容。缓冲区读会从内置标记off位置开始读(off始终记录读的起始位置)，当off==len时，表明缓冲区已全部读完

并重置缓冲区(len=off=0),此外当将要内容长度+已写的长度(即len) = cap/2时，缓冲区前移覆盖掉已读的内容(off=0，len-=off)，从避免缓冲区不断扩容

可以用go语言成功执行shutdown命令吗？怎么做

import (

"bytes"

"fmt"

"os/exec"

)

func exec_shell() (string, error){

//函数返回一个*Cmd，用于使用给出的参数执行name指定的程序

cmd := exec.Command("shutdown", "-h","now")

//读取io.Writer类型的cmd.Stdout，再通过bytes.Buffer(缓冲byte类型的缓冲器)将byte类型转化为string类型(out.String():这是bytes类型提供的接口)

var out bytes.Buffer

cmd.Stdout = out

//Run执行c包含的命令，并阻塞直到完成。  这里stdout被取出，cmd.Wait()无法正确获取stdin,stdout,stderr，则阻塞在那了

err := cmd.Run()

return out.String(), err

}

func main(){

if result,err:=exec_shell();err!=nil{

fmt.Println("error:",err)

}else{

fmt.Println("exec succ ", result)

}

}

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