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Goを始めたらまずは io パッケージを知るべし
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Goを始めたらまずは io パッケージを知るべし

Goを書いているとio.writerとio.readerを扱うケースが頻繁に出てきますが、これはioパッケージが多くの他のパッケージのインターフェースになっているからなのでioパッケージを知っておくことで開発が楽になります。

参考書籍

本書はGoのio.Writer、io.Readerからはじまりシステムの深いところまで丁寧に説明されているのでとてもおすすめです。ioパッケージから始まっているのも納得です。Webで無料で見れますし書籍版、PDF版で購入も可能です。

Web版

https://ascii.jp/elem/000/001/235/1235262/

書籍版

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Goならわかるシステムプログラミング

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ioパッケージのインターフェース一覧

ioパッケージのインターフェース一覧です。Goのインターフェースの実装は、明示的にインターフェースを明示的にimplementsせず、インターフェースを満たしていたらimplementsしていることになります。

  • Reader（インターフェース）
  • Writer（インターフェース）
  • Seeker（インターフェース）
  • Closer（インターフェース）
  • ReadWriter（複合インターフェース）
  • ReadCloser（複合インターフェース）
  • WriteCloser（複合インターフェース）
  • ReadSeeker（複合インターフェース）
  • WriteSeeker（複合インターフェース）
  • ReadWriteCloser（複合インターフェース）
  • ReadWriteSeeker（複合インターフェース）
  • ReaderFrom（インターフェース）
  • WriterTo（インターフェース）
  • ReaderAt（インターフェース）
  • WriterAt（インターフェース）
  • ByteReader（インターフェース）
  • ByteScanner（インターフェース）
  • ByteWriter（インターフェース）
  • RuneScanner（インターフェース）
  • StringWriter（インターフェース）

複合インターフェース表

Goではインターフェースにインターフェースを食わせることができ、ioパッケージで作られている複合インターフェースは以下となります。

Untitled

インターフェースio.Readerio.Writerio.Seekerio.Closer
io.ReadWriter
◯
◯
io.ReadSeeker
◯
◯
io.ReadCloser
◯
◯
io.WriteSeeker
◯
◯
io.WriteCloser
◯
◯
io.ReadWriteSeeker
◯
◯
◯
io.ReadWriteCloser
◯
◯
◯

インターフェースを満たしている一覧を確認する方法

以下のコマンドを叩くと対象のインターフェースを満たしているものの一覧が確認できます。

$ GOPATH=/ godoc -http ":6060" -analysis type
## 実行後以下のURLにアクセスすると`io`パッケージが確認できる
http://localhost:6060/pkg/io/

ioパッケージのパブリックメソッドを叩いてみる

ioパッケージにはインターフェース以外に実装されている関数があるので叩いてみました。

WriteString

writerに文字列を書き込む

func WriteString() string {
	file, _ := os.Create("testdata/src.txt")
	_, _ = io.WriteString(file, "0123456789")
	b, _ := ioutil.ReadFile("testdata/src.txt")
	return string(b)
}

WriteStringのテスト

func TestWriteString(t *testing.T) {
	str := WriteString()
	if str != "0123456789" {
	t.Errorf("WriteString Error %s", str)
	}
}

ReadAtLeast

指定した値は最低限読み込みバッファー分すべて読み込む（パッケージ内部では使われていますが結構ニッチな機能）

func ReadAtLeast(b int, min int) (string, error) {
	file, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	buf := make([]byte, b)
	n, err := io.ReadAtLeast(file, buf, min)
	return string(buf[:n]), err
}

ReadAtLeastのテスト

func TestReadAtLeast(t *testing.T) {
	str, _ := ReadAtLeast(5, 2)
	if str != "01234" {
		t.Errorf("TestReadAtLeast Error %s", str)
	}
}

確保するバッファーよりも最低限読み込むバッファーの方が大きい場合はshort bufferエラーとなる

func TestReadAtLeast_shortBuffer(t *testing.T) {
	_, err := ReadAtLeast(1, 2)
	if err.Error() != "short buffer" {
		t.Errorf("TestReadAtLeast Error %s", err.Error())
	}
}

読み込む対象のバッファーより最低限読み込むバッファーの方が大きい場合はunexpected EOFエラーがとなる

func TestReadAtLeast_unexpectedEOF(t *testing.T) {
	_, err := ReadAtLeast(20, 15)
	if err.Error() != "unexpected EOF" {
		t.Errorf("TestReadAtLeast Error %s", err.Error())
	}
}

ReadFull

指定したバッファー分すべて読み込む

func ReadFull() string {
	file, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	buf := make([]byte, 5)
	n, _ := io.ReadFull(file, buf)
	return string(buf[:n])
}

ReadFullのテスト

func TestReadFull(t *testing.T) {
	str := ReadFull()
	if str != "01234" {
		t.Errorf("TestReadFull Error %s", str)
	}
}

CopyN

writerへ指定した値をコピーする

func CopyN() string {
	srcFile, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	dstFile, _ := os.Create("testdata/dst.txt")
	written, _ := io.CopyN(dstFile, srcFile, 5)
	file, _ := os.Open("testdata/dst.txt")
	buf := make([]byte, written)
	n, _ := file.Read(buf)
	return string(buf[:n])
}

CopyNのテスト

func TestCopyN(t *testing.T) {
	str := CopyN()
	if str != "01234" {
		t.Errorf("TestCopyN Error %s", str)
	}
}

Copy

readerをwriterにコピーする

func Copy() string {
	srcFile, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	dstFile, _ := os.Create("testdata/dst.txt")
	written, _ := io.Copy(dstFile, srcFile)
	buf := make([]byte, written)
	file, _ := os.Open("testdata/dst.txt")
	n, _ := file.Read(buf)
	return string(buf[:n])
}

Copyのテスト

func TestCopy(t *testing.T) {
	str := Copy()
	if str != "0123456789" {
			t.Errorf("TestCopy Error %s", str)
	}
}

CopyBuffer

readerをwriterに指定したバッファー分コピーする

func CopyBuffer() string {
	srcFile, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	dstFile, _ := os.Create("testdata/dst.txt")
	written, _ := io.CopyBuffer(dstFile, srcFile, make([]byte, 5))
	buf := make([]byte, written)
	file, _ := os.Open("testdata/dst.txt")
	n, _ := file.Read(buf)
	return string(buf[:n])
}

CopyBufferのテスト

func TestCopyBuffer(t *testing.T) {
	str := CopyBuffer()
	if str != "0123456789" {
			t.Errorf("TestCopyBuffer Error %s", str)
	}
}

LimitReaderRead

値を制限したreaderを取得する

func LimitReaderRead() string {
	srcFile, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	limitedReader := io.LimitedReader{srcFile, 5}
	buf := make([]byte, 3)
	n, _ := limitedReader.Read(buf)
	return string(buf[:n])
}

値を制限したreaderを取得し読み込む

func LimitReaderRead2() string {
	srcFile, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	limitedReader := io.LimitedReader{srcFile, 5}
	buf := make([]byte, 8)
	n, _ := limitedReader.Read(buf)
	return string(buf[:n])
}

LimitReaderReadのテスト

func TestLimitReaderRead(t *testing.T) {
	str := LimitReaderRead()
	if str != "012" {
		t.Errorf("TestLimitReaderRead Error %s" , str)
	}
}
func TestLimitReaderRead2(t *testing.T) {
	str := LimitReaderRead2()
	if str != "01234" {
			t.Errorf("TestLimitReaderRead Error %s" , str)
	}
}

SectionReaderRead

指定した値でセクション分けしたreaderを取得し読み込む

func SectionReaderRead() string {
	file, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	sectionReader := io.NewSectionReader(file, 3, 5)
	buf := make([]byte, 3)
	n, _ := sectionReader.Read(buf)
	return string(buf[:n])
}

SectionReaderReadのテスト

func TestSectionReaderRead(t *testing.T) {
	str := SectionReaderRead()
	if str != "345" {
		t.Errorf("TestSectionReaderRead Error %s", str)
	}
}

SectionReaderSeek

セクションリーダーの読み込み位置を変更する

func SectionReaderSeek() string {
	file, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	sectionReader := io.NewSectionReader(file, 5, 10)
	buf := make([]byte, 3)
	n, _ := sectionReader.Read(buf)
	_, _ = sectionReader.Seek(0, 0)
	return string(buf[:n])
}

SectionReaderSeekのテスト

func TestSectionReaderSeek(t *testing.T) {
	str := SectionReaderSeek()
	if str != "567" {
		t.Errorf("TestSectionReaderSeek Error %s", str)
	}
}

SectionReaderReadAt

セクションリーダーを指定した位置から読み込む

func SectionReaderReadAt() string {
	file, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	sectionReader := io.NewSectionReader(file, 5, 10)
	buf := make([]byte, 3)
	n, _ := sectionReader.ReadAt(buf, 2)
	return string(buf[:n])
}

SectionReaderReadAtのテスト

func TestSectionReaderReadAt(t *testing.T) {
	str := SectionReaderReadAt()
	if str != "789" {
		t.Errorf("TestSectionReaderReadAt Error %s", str)
	}
}

SectionReaderSize

セクションリーダーのサイズを取得する

func SectionReaderSize() int64 {
	file, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	sectionReader := io.NewSectionReader(file, 5, 9)
	return sectionReader.Size()
}

SectionReaderSizeのテスト

func TestSectionReaderSize(t *testing.T) {
	size := SectionReaderSize()
	if size != 9 {
	t.Errorf("TestSectionReaderSize Error %d", size)
	}
}

TeeReaderRead

readerとwriterを渡しておいて読み込んだら同時にwriterにも書き込む

func TeeReaderRead() string {
	srcFile, _ := os.Open("testdata/src.txt")
	dstFile, _ := os.Create("testdata/dst.txt")
	teeReader := io.TeeReader(srcFile, dstFile)
	buf := make([]byte, 3)
	_, _ = teeReader.Read(buf)
	dstFile2, _ := os.Open("testdata/dst.txt")
	n, _ := dstFile2.Read(buf)
	return string(buf[:n])
}

TeeReaderReadのテスト

func TestTeeReaderRead(t *testing.T) {
	str := TeeReaderRead()
	if str != "012" {
		t.Errorf("TestTeeReaderRead Error %s", str)
	}
}

※ 他にもMultiWriterとPipeもありますが省略してます

ソースコード

本記事のソースコード

taisa831/sandbox-go

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