golang中的buffer是什么?

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io重要的接口

在介绍buffer之前,先来认识两个重要的接口,如下边所示:

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

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

上边两个接口在golang sdk安装目录src/io/io.go中定义。后边凡是涉及到io相关操作的,基本上都实现了这两个接口,如:

1. package bufio 中的Reader类
2. package bytes 中的Reader类与Buffer类
3. package os 中 的File类,这个实现的最为复杂,主要由于在文件操作中,需要系统底层提供服务。
...不再一一列举...

经常听说有这么一句话:“使用I/O buffer,有助于提高效率”。但是,我想反问的是,真的提高了效率了吗?
buffer在什么情况下会提高我们的程序性能呢?带着这个问题,我们来剖析一下上边提到的几个类。

1.第一个类bytes.Reader

这个类,实现了io.Reader接口,但是这个类没有实现io.Writer接口。这个类没有buffer,为啥?因为这个类,在初始化时,将字符流传入到对象中保存,没有提供Write方法写入新的字符流。所以,这个类不需要buffer。

2.第二个类bytes.Buffer

这个类实现了io.Reader与io.Writer接口,这个类在写入字节流的过程中,使用到了buffer,怎么实现的呢?
在初始化这个类时,会传入一个[]byte类型的slice到对象中,当Write方法向这个对象中写入字节流时,如果之前传入的这个[]byte申请的空间不够时,Write会调用自身的Grow方法,给这个[]byte类型的slice类型扩容,这样,这个里边的buffer会随着写入量增大,长度会不断的扩大。如果此处没有buffer的话,当写入容量满时,要么阻塞,要么循环写入,这样会导致系统卡死或数据被破坏,当引入buffer后,解决了上边的两个问题。但是这种解决方式,存在一个隐患,也就是如果出现读取死循环,这样会造成内存溢出。

3.第三个类bufio.Reader

这个类实现了io.Reader接口,这个类在实例化时,需要传入一个io.Reader类型的变量,这问题就来了,一个io.Reader类型的变量,一定是实现了Read方法了,那么为什么还需要装进bufio.Reader对象中呢?原来,bufio.Reader类中得Read方法,在读取字节流时,对传入的[]byte类型变量空间长度进行检查,如果传入变量的长度小于bufio.Reader初始化的容量,将会首先调用io.Reader自己的Read方法,将内容写入到bufio.Reader对象的buffer中,然后将值复制给传入的[]byte变量。这样做的好处是,在执行io.Reader的Read方法时,多读取一些字节,这样对于像文件操作就大有裨益。

4.第四个类os.File

这个类实现了io.Writer与io.Reader类,但是有点特殊的是,os.File的Read方法与Write均需要借助于系统层面的文件操作方法.总所周知,在文件读取时,Read与Write方法时没有缓存的,也就是你读几个字节,取决于你传入的变量容量是多少,如果容量为1,那么对于文件读取而言,就会很慢,所以将os.File的对象,传入到bufio.Reader对象中,这样可以在某些程度上提高效率,哪些时候呢?就是你在调用Read方法时,传入的变量容量太小时,会提高读取效率.但是bufio.Reader提供的Read方法不能保证每次读到的字符数一致,这个与其实现方式有关,但是不影响我们使用,只要确保收到EOF,再停止读取即可.

总结

在使用I/O操作时,bufio包提供了带buffer的方式读取I/O流,在操作文件读取,报文读取等上,可以在某种程度上提高效率,bufio中的类,并没有从底层实现Read与Write方法,只是限定了最小读取量.这个最小量就是bufio.Reader初始化长度.
bytes.Buffer提供的buffer十分强大,这个类不仅实现了io.Reader接口,还实现了io.Writer接口.所以bytes.Buffer的对象不仅可以读取,还可以追加写入,写入的过程中,容量还可以自动扩展,所以,功能十分强大.但是在使用时,要注意安全,bytes.Buffer会不断的扩大,扩大,最终还会panic.


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本文来自:简书

感谢作者:豆瓣奶茶

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