概述

I/O（输入输出）是操作系统的基础概念，用于抽象对输入输出设备的操作。Go 语言的 io 包对这些功能进行了抽象，通过统一的接口对各种输入输出设备进行操作。

Reader

Reader 对象是对输入设备的抽象。一个 Reader 可以绑定到一个输入对象，并从该输入设备读取数据。其接口声明如下：

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

除了基础的 Reader 接口，io 包还提供了 LimitReader、MultiReader 和 TeeReader。

• LimitReader：只读取指定长度的数据。
• MultiReader：聚合多个 Reader，并依次进行读取。
• TeeReader：将一个输入绑定到一个输出。

函数声明如下：

func LimitReader(r Reader, n int64) Reader

func MultiReader(readers ...Reader) Reader

func TeeReader(r Reader, w Writer) Reader

这些衍生 Reader 通过包装的方式使用，即传入一个 Reader，为其增加额外功能，并返回一个新的 Reader。

示例

以下是一个简单的示例，演示如何使用 LimitReader 来限制读取的数据长度：

package main

import (
	"io"
	"strings"
	"os"
)

func main() {
	r := strings.NewReader("some io.Reader stream to be read\n")
	lr := io.LimitReader(r, 4)
	io.Copy(os.Stdout, lr)
}

该程序会输出：

some

ReadAtLeast & ReadFull

ReadAtLeast 和 ReadFull 用于从 Reader 中读取数据到指定缓冲区。

• ReadAtLeast：会读取至少 min 个字节的数据。
• ReadFull：会读取直到数据填满整个缓冲区。

函数声明如下：

func ReadAtLeast(r Reader, buf []byte, min int) (n int, err error)

func ReadFull(r Reader, buf []byte) (n int, err error)

Writer

Writer 对象是对输出设备的抽象。一个 Writer 可以绑定到一个输出对象，并向该输出设备写入数据。其接口声明如下：

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

类似于 Reader，Writer 也有 MultiWriter，可以同步输出到多个 Writer。函数声明如下：

func MultiWriter(writers ...Writer) Writer

WriteString

WriteString 函数用于向某个 Writer 写入一个字符串，声明如下：

func WriteString(w Writer, s string) (n int, err error)

ReadWriter

ReadWriter 结合了 Reader 和 Writer，可以同时进行读取和写入操作。其接口声明如下：

type ReadWriter interface {
    Reader
    Writer
}

Copy

io 包的常用操作之一是数据复制。io 包提供了多个复制函数，用于将数据从一个 Reader 复制到一个 Writer。

Copy

Copy 是最基础的复制函数，读取 Reader 中的数据，直到 EOF，并写入 Writer。函数声明如下：

func Copy(dst Writer, src Reader) (written int64, err error)

CopyBuffer

CopyBuffer 函数在 Copy 的基础上允许指定数据缓冲区。每次调用 Copy 函数时，都会生成一个临时的缓冲区，可能会带来一定的分配开销。CopyBuffer 可以多次复用同一块缓冲区。函数声明如下：

func CopyBuffer(dst Writer, src Reader, buf []byte) (written int64, err error)

CopyN

CopyN 在 Copy 的基础上，允许额外指定复制的字节数。函数声明如下：

func CopyN(dst Writer, src Reader, n int64) (written int64, err error)

更多内容

io 包中还有许多本文未涉及的内容，包括 PipeReader、PipeWriter、ByteReader、ByteWriter 等针对具体类型的实现和一些辅助函数。详细信息请参考 golang/io。

通过以上内容，您可以了解如何使用 Go 语言中的 io 包进行各种输入输出操作，并通过不同的接口和函数对数据流进行灵活处理。