25-os

os包提供操控计算机操作系统的能力，都是与平台不相关的API。

平台不相关API：这些API基于（或者说抽象自）操作系统，为我们使用操作系统的功能提供高层次的支持，但是，它们并不依赖于具体的操作系统。

不论是什么操作系统，os包都提供统一的使用接口，使得我们可以用同样的方式，来操纵不同的操作系统，并得到相似的结果。其中的API帮助使用操作系统的：

  • 文件系统：操作文件系统的API最丰富

    os.File数据类型，代表了操作系统中的文件（对于Unix操作系统，万物皆文件），除了常见的文本文件、二进制文件、压缩文件、目录等，还有符号链接、各种物理设备（内置或外界的面向块或者字符的设备）、命名管道、套接字（socket）等。

  • 权限系统

  • 环境变量

  • 系统进程

  • 系统信号

os.File类型实现了哪些io包的接口

os.File类型拥有的都是指针方法，所以除了空接口，它本身没有任何接口，它的指针类型实现了很多io包中的接口。

*os.File类型实现了io.Reader、io.Writer、io.Closer、io.ReadAt、io.Seeker、io.WriterAt。没有实现io.ByteReader和io.RuneReader。

os.File类型以何种方式操作文件

获取os.File类型的指针值的方法，这些方法都执行同一个系统调用，并且在成功之后得到一个文件描述符，这个文件描述符会被存储在它们返回的File值中：

func Create(name string) (*File, error)
  • Create：根据给定的路径创建一个新的文件，返回一个File值和一个错误值（可能为非nil的错误值），对该函数返回的File值对应的文件进行读写操作。
    • 该函数创建的文件，对操作系统的所有用户都是可读写的
    • 如果函数的路径上已经存在了一个文件，那么会清空文件中全部的内容，然后把它作为第一个结果值返回
func NewFile(fd uintptr, name string) *File

  • NewFile：在被调用时，需要接受一个代表文件描述符的uintptr类型的值，以及一个用于表示文件名的字符串值

    • 如果给定的文件描述符并不有效，那么函数会返回nil
    • 否则返回一个代表文件的File值

    这个函数的功能并不是创建一个新的文件，而是依据已存在的文件的描述符，来创建一个包装了该文件的File值。如下所示，获取一个包装了标准错误输出的File值,然后通过这个File值向标准错误输出中写入一些内容：

    file3 := os.NewFile(uintptr(syscall.Stderr), "/dev/stderr")
if file3 != nil {
    defer file3.Close()
    file3.WriteString("The Go language program writes the contents into stderr.\n")
}
func Open(name string) (*File, error)

  • Open：打开一个文件，并返回包装了该文件的File值。该函数只能以只读模式打开文件，也就是只能读取文件内容，不能写入内容。如果调用这个File值的任何写入方法，都会得到“坏的文件描述符”的错误值。这个只读模式应用与File值所持有的文件描述符上。

    文件描述符，是又通常很小的非负整数代表的，它一般会由I/O相关的系统调用返回，并作为某个文件的一个标识存在。

    从操作系统层面看，针对任何文件的I/O操作都需要用到这个文件描述符。只不过Golang中的一些数据类型，我们隐藏掉了这个描述符，如此一来，就不需要时刻关注和辨别它，如os.File类型。

    os.File类型有一个指针方法，叫Fd，它在被调用之后将会返回一个uintptr类型的值，这个值代表了当前File值所持有的那个文件描述符。在os包中，只有NewFile函数需要用到它，它也没有别的用武之地，如果只是操作常规文件和目录，无需特别注意它。

func OpenFile(name string, flag int, perm FileMode) (*File, error)

  • OpenFile：这个函数是os.Create和os.Open函数的底层支持，它最为灵活。

    这个函数的三个参数：

    • name：表示文件的路径
    • flag：需要施加在文件描述符之上的模式（如，只读模式os.O_RDONLY，它是int类型的），称为操作模式，限定操作文件的方式
    • perm：也是模式，它的类型是os.FileMode（此类型是一个基于unit32类型的再定义类型），称为权限模式，控制文件的访问权限

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通过os.File类型的值，我们不但可以对文件进行读取、写入、关闭等操作，还可以设定下一次读取或写入是的起始索引位置。os包中：

  • 用于常见权限文件的Create函数
  • 用户包装现存文件的NewFile函数
  • 用以打开已存在的文件的Open函数和OpenFile函数

File的操作模式

针对File值的操作模式主要有：

  • 只读模式：os.O_RDONLY
  • 只写模式：os.O_WRONLY
  • 读写模式：os.O_RDWR

在我们新建或者打开一个文件的时候，必须把这三种模式中的一个设定为此文件的操作模式。

还可以为文件设置额外的操作模式：

  • os.O_APPEND：当向文件中写入内容时，把新内容追加到现有内容的后边
  • os.O_CREATE：当给定路径上的文件不存在时，创建一个新的文件
  • os.O_EXCL：需要与os.O_CREATE一同使用，表示在给定路径上不能有已存在的文件
  • os.O_SYNC：在打开的文件之上实施同步I/O，它会保证读写的内容总会与硬盘上的数据保持同步
  • os.O_TRUNC：如果文件已存在，并且是常规文件，那么就先情况其中已经存在的任何内容

例子

// Create函数
func Create(name string) (*File, error) {
 return OpenFile(name, O_RDWR|O_CREATE|O_TRUNC, 0666)
//  给予的操作模式是 O_RDWR|O_CREATE|O_TRUNC的组合
// 如果参数name代表的路径之上的文件不存在那么就会新建一个
// 否则先情况现存文件中的全部内容
//  返回的File值的读方法和写方法都能可用
}


// Open函数
// 以只读模式打开已存在的文件
func open(name string)(*File, error){
    return OpenFile(name, O_REONLY, 0)
}

注意，多个操作模式通过桉位或操作符组合起来。

File的权限模式

os.FileMode类型不但可以代表权限模式，还能代表文件模式（即，文件种类）。os.FileMode是基于uint32类型的在定义类型，所以它的每个值都包含了32个比特位，每个比特位都有特定的含义。

在一个os.FileMode类型值中，只有最低的9个比特位才用于表示文件权限（3个一组，共分为3组），当我们拿到一个此类型的值时，可以把它和os.ModePerm常量的值做按位与操作。这样就可以得到FileMode中所有用于表示文件权限的比特位，即权限模式。

例如，常量0777，是一个八进制无符号整数，它的最低9个比特位都是1，更高的23个比特位都是0.

  • 最高比特位为1，该值的文件模式等同于os.ModeDir，代表一个目录
  • 第26个比特位为1，告知的文件模式等同于os.ModeNamedPipe，代表一个命名管道

从高到底，这3组分别：

  • 表示文件所有者（创建文件的用户）
  • 文件所有者所属的用户组
  • 其他用户对该文件的访问权限

每组中的3个比特位从高到底分别表示：

  • 读权限
  • 写权限
  • 执行权限

如果在其中的某个比特位上的是1，就意味着相应的权限开启，否则，就标书相应的权限关闭。

在调用os.OpenFile函数的时候，可以根据上面的说明设置第三个参数，但是需要注意，只有在新建文件的时候，这里的第三个参数才是有效的，在其他情况下，即使设置了此参数，也不会对目标文件产生任何的影响。

上次修改: 25 November 2019