Go语言Writer和Reader接口简述

Go语言中 io 包是围绕着实现了 io.Writer 和 io.Reader 接口类型的值而构建的。由于 io.Writer 和 io.Reader 提供了足够的抽象，这些 io 包里的函数和方法并不知道数据的类型，也不知道这些数据在物理上是如何读和写的。让我们先来看一下 io.Writer 接口的声明，代码如下所示。

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

上述代码中展示了 io.Writer 接口的声明。这个接口声明了唯一一个方法 Write，这个方法接受一个 byte 切片，并返回两个值。第一个值是写入的字节数，第二个值是 error 错误值。

Write 从 p 里向底层的数据流写入 len(p) 字节的数据。这个方法返回从 p 里写出的字节数（0 <= n <= len(p)），以及任何可能导致写入提前结束的错误。Write 在返回 n < len(p) 的时候，必须返回某个非 nil 值的 error。Write 绝不能改写切片里的数据，哪怕是临时修改也不行。

上述的规则来自标准库。这些规则意味着 Write 方法的实现需要试图写入被传入的 byte 切片里的所有数据。但是，如果无法全部写入，那么该方法就一定会返回一个错误。

返回的写入字节数可能会小于 byte 切片的长度，但不会出现大于的情况。最后，不管什么情况，都不能修改 byte 切片里的数据。

io.Reader 接口的声明如下所示。

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

上述代码中的 io.Reader 接口声明了一个方法 Read，这个方法接受一个 byte 切片，并返回两个值。第一个值是读入的字节数，第二个值是 error 错误值。实现 Read 方法需要注意以下几点：

1) Read 最多读入 len(p) 字节，保存到 p。这个方法返回读入的字节数（0 <= n <= len(p)）和任何读取时发生的错误。即便 Read 返回的 n < len(p)，方法也可能使用所有 p 的空间存储临时数据。如果数据可以读取，但是字节长度不足 len(p)，习惯上 Read 会立刻返回可用的数据，而不等待更多的数据。

2) 当成功读取 n > 0 字节后，如果遇到错误或者文件读取完成，Read 方法会返回读入的字节数。方法可能会在本次调用返回一个非 nil 的错误，或者在下一次调用时返回错误（同时 n == 0）。这种情况的的一个例子是，在输入的流结束时，Read 会返回非零的读取字节数，可能会返回 err == EOF，也可能会返回 err == nil。无论如何，下一次调用 Read 应该返回 0, EOF。

3) 调用者在返回的 n > 0 时，总应该先处理读入的数据，再处理错误 err。这样才能正确操作读取一部分字节后发生的 I/O 错误。EOF 也要这样处理。

4) Read 的实现不鼓励返回 0 个读取字节的同时，返回 nil 值的错误。调用者需要将这种返回状态视为没有做任何操作，而不是遇到读取结束。

标准库里列出了实现 Read 方法的 4 条规则。

第一条规则表明，该实现需要试图读取数据来填满被传入的 byte 切片。允许出现读取的字节数小于 byte 切片的长度，并且如果在读取时已经读到数据但是数据不足以填满 byte 切片时，不应该等待新数据，而是要直接返回已读数据。

第二条规则提供了应该如何处理达到文件末尾（EOF）的情况的指导。当读到最后一个字节时，可以有两种选择。一种是 Read 返回最终读到的字节数，并且返回 EOF 作为错误值，另一种是返回最终读到的字节数，并返回 nil 作为错误值。在后一种情况下，下一次读取的时候，由于没有更多的数据可供读取，需要返回 0 作为读到的字节数，以及 EOF 作为错误值。

第三条规则是给调用 Read 的人的建议。任何时候 Read 返回了读取的字节数，都应该优先处理这些读取到的字节，再去检查 EOF 错误值或者其他错误值。

第四条规则是约束建议 Read 方法的实现永远不要返回 0 个读取字节的同时返回 nil 作为错误值。如果没有读到值，Read 应该总是返回一个错误。