Go语言学习笔记（二十一）

一、处理文件

1 文件的重要性

1. 文件是硬盘中的数据，它可以让我们管理配置、存储程序的状态乃指从底层操作系统中读取数据
2. UNIX(Linux和macOS)的一个重要的特征是，将一切都视为文件。这意味着在操作系统看来，从键盘到打印机的所用东西都可像文件那样编址。在这方面，UNIX走的更远，他通过虚拟文件系统来暴露系统信息。这意味着可像读取文件一样读取系统数据。
3. 在UNIX系统中，可使用命令cat来读取文件的内容并将其打印到终端。鉴于UNIX系统以文件的方式暴露系统数据，因此命令cat也可用来提取有关底层系统的信息。/proc/loadavg就是这样的一个虚拟文件，它包含有关系统当前负载的信息。

因为我用的是Windows 10所以没有相关运行结果。

2 使用ioutil包读取文件

2.1 读取文件

使用函数:Readfile()
以一个文件名为参数，将文件的内容转变为字节切片的数据并返回

package main

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

func main() {
	fileBytes, err := ioutil.ReadFile("example01.txt")
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	fmt.Println(fileBytes)

	fileString := string(fileBytes)
	fmt.Println(fileString)
}

2.2 创建文件

1. 使用函数WriteFile
2. 可以使用这个函数创建文件向文件中写入数据。
3. 函数参数为文件名、要写入的数据以及应用于文件的权限
4. 文件的权限是从UNIX权限衍生出来的，他们对应于三类用户:文件所有者、与文件位于同一组的用户、其他用户。
5. Go语言使用UNIX权限的数字表示法，很多用于处理文件的函数都将权限值作为参数。下表说明了数字表示法和符号表示法

符号表示法是数字表示法的视觉表示。符号表示法总共包含10个字符。最左边的字符指出了文件是普通文件、目录还是其他东西，如果这个字符为-，就表示文件为普通文件;接下来的3个字符指定了文件所有者的权限;在接下来的3个字符表示所有者所在用户组的权限;而最后三个字符表示其他人的权限。

从上表可知，数字0777表示所有人都有所有的权限，而相应的符号表示法没有确实任何字符;相反，数字权限0700表示只有所有者才能对文件执行任何操作。

在UNIX型系统中，文件的默认权限为0644，即所有者能够都区和谐如，而其他人只能读取。在文件系统中创建文件时。应如何考虑给他制定权限。如果不确定该如何指定权限，使用默认的UNIX权限就好了

package main

import (
        "io/ioutil"
        "log"
)

func main() {
        b := make([]byte, 0)
        err := ioutil.WriteFile("example02.txt", b, 0644)
        if err != nil {
                log.Fatal(err)
        }
}

Windows Powershell下显示的结果是这样的。

3 写入文件

函数WriteFile也可用来写入文件。向文件中写入数据，只要将函数的第二个参数换成我们想要写入的数据即可。但是这里要注意，我们传入的参数一定是字节切片类型的。程序示例如下:

package main

import (
	"io/ioutil"
	"log"
)

func main() {
	s := "Hello World"
	err := ioutil.WriteFile("example03.txt", []byte(s), 0644)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
}

这里传入了一个空的字节切片

4 列出目录的内容

要处理文件系统中的文件，必须知道目录结构。为此，ioutil包提供了便利函数ReadDir，他接受以字符串方式指定的目录名，并返回一个列表，其中包含按文件名排序的文件。文件名的类型为FileInfo，包含如下信息。

Name：文件的名称
Size：文件的长度，单位字节
Mode:用二进制位表示的权限
ModTime：文件最后一个被修改的时间。
IsDir:文件是否为目录
Sys:底层数据源

程序示例如下:

package main

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

func main() {
	files, err := ioutil.ReadDir(".")
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	for _, file := range files {
		fmt.Println(file.Mode(), file.Name())
	}
}

运行结果如下:

5 复制文件

ioutil包可用于执行一些常见的文件处理操作，但要执行更复杂的操作，应使用os包。os包运行在稍低的层级，因此使用它时，必须手动关闭打开的文件。如果阅读os包的源代码，将发现ioutil包中的很多函数都是os包包装器，我们无须显式地地关闭文件。

要复制文件，只需结合使用os包中的几个函数。以编程方式复制文件的步骤如下。

1. 打开要复制的文件
2. 读取其内容
3.创建并打开要将这些内容复制到其中的文件
4. 将内容写进这个文件
5. 关闭所有已打开的文件

程序示例如下:

package main

import (
	"io"
	"log"
	"os"
)

func main() {
	from, err := os.Open("./example05.txt")
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	defer from.Close()

	to, err := os.OpenFile("./example05.copy.txt", os.O_RDWR|os.O_CREATE, 0666)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	defer to.Close()

	_, err = io.Copy(to, from)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
}

1. 使用os包中的函数Open来读取磁盘文件
2. 使用defer语句在程序完成其他所有操作后关闭文件
3. 使用OpenFile函数打开文件。第一个参数是要打开(如果不存在，就创建)的文件的名称；第二个参数是用于文件的标志，在这里指定的是读写文件，并在文件不存在时创建它；最后一个参数设置文件的权限
4. 再次使用defer语句在执行完其他操作后关闭文件
5. 使用io包中的函数Copy复制源文件中的内容，并将其写入目标文件。

6 删除文件

为了删除文件，os包提供了函数Remove，但是要注意的是这个函数被使用时不会发出警告，我们也无法将要删除的文件恢复，因此务必小心。
实例程序如下:

package main
import (
	"log"
	"os"
)

func main() {
	err := os.Remove("./deleteme.txt")
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
}

7 使用文件来管理配置

在编程中常使用文件来管理配置。考虑到代码可能在不同的环境中执行，可使用一个文件来设置各种用于启动程序的配置参数。在开发过程中，应用程序将从开发环境移到生存环境中，而使用文件是管理环境差异的有效方式。这种环境差别包括如下几个方面。

1. Web服务的URL
2. 访问密钥
3. 端口号
4. 环境变量

7.1 使用JSON文件

在声明可存储在文件中并在必要时读取的配置方面，JSON是一种卓有成效的标准方式。将配置存储在文件中的另一个优点是，可对其进行版本控制并集成到自动构建过程中。JSON是一种声明键值的简单方式，我们可以将这些键值解码为Go结构体，在使用它们。

通过将配置存储在JSON文件中，Go程序可读取这个文件，并将其作为配置数据使用。程序示例如下:

package main

import (
        "encoding/json"
        "fmt"
        "io/ioutil"
        "log"
)

type Config struct {
        Name   string `json:"name"`
        Awake  bool   `json:"awake"`
        Hungry bool   `json:"hungry"`
}

func main() {
        f, err := ioutil.ReadFile("config.json")
        if err != nil {
                log.Fatal(err)
        }
        c := Config{}
        err = json.Unmarshal(f, &c)
        if err != nil {
                log.Fatal(err)
        }
        fmt.Printf("%+v\n", c)
}

7.2 使用TOML文件

TOML(Tom’s Obvious, Minimal Language)是一种专门为存储配置文件而设计的格式。JSON是为了序列化数据而设计的，因此TOML相比较于JSON有一定的优势，它更容易阅读。具备JSON没有的特性(如注释)。在基本层面，TOML的语法非常简单，可像JSON那样指定键和值。

Name = "George"
Awake = true
Hungry = false

TOML和JSON一样不是Go的组成部分，它可用于任何语言。Go的标准库中没有支持TOML的包，所以我们要使用第三方包。安装如下

go get github.com/BurntSushi/toml

这个包提供了函数DecodeFile，这个函数接收一个文件名以及一个要将TOML解码到其中的结构体。示例程序如下:

import (
        "fmt"
        "log"

        "github.com/BurntSushi/toml"
)

type Config struct {
        Name   string
        Awake  bool
        Hungry bool
}

func main() {
        c := Config{}
        _, err := toml.DecodeFile("config.toml", &c)
        if err != nil {
                log.Fatal(err)
        }
        fmt.Printf("%+v\n", c)
}

8 相关问答

8.1 ioutil包为何没有提供用于执行复制文件等操作的函数？

Go语言致力于确保核心库小乔而轻量级的。另外，不同的操作系统差别很大，这导致创建通用的文件赋值方法是很难的。鉴于此，没有用于赋值文件的便利方法，要复制文件，应使用os包。

8.2 操作文件前，Go语言是否会核实文件确实存在？

不会，程序员必须在使用文件前核实他确实存在。如果文件不存在，将引发错误。

8.3 如何确定该给文件设置什么样的权限？

如果不确定该给文件设置什么样的权限，应采取保守的态度，设置尽可能低的权限，默认的UNIX权限0644就是不错的选择。设置过于宽松的权限(如0777)意味着如果服务器被攻破，则攻击者将能够随意处置文件，包括将其删除。

8.4 如果操作系统中的文件权限被设置为权限0700，Go语言程序能够读取它么？

Go程序在用户的上下文中执行。权限为0700的文件只有所有者才能使用，如果执行Go程序的用户就是文件的所有者，则程序能够读取这个文件；否则程序将不能访问它。

8.5 相比于JSON，使用TOML有哪些优点？

TOML是一种专门为存储配置文件而设计的数据格式，因此支持在文件中包含注释，这有助于提高配置文件的可读性和可维护性。使用TOML格式时，也更容易表示Go数据类型。

参考书籍
 [1]: 【Go语言入门经典】[英] 乔治·奥尔波 著 张海燕 译