一文了解 io.LimitedReader类型
1. 引言
io.LimitedReader
提供了一个有限的读取功能,能够手动设置最多从数据源最多读取的字节数。本文我们将从 io.LimitedReader
的基本定义出发,讲述其基本使用和实现原理,其次,再简单讲述下具体的使用场景,基于此来完成对io.LimitedReader
的介绍。
2. 基本说明
2.1 基本定义
io.LimitedReader
是Go语言提供的一个Reader
类型,其包装了了一个io.Reader
接口,提供了一种有限的读取功能。io.LimitedReader
的基本定义如下:
type LimitedReader struct {
R Reader // underlying reader
N int64 // max bytes remaining
}
func (l *LimitedReader) Read(p []byte) (n int, err error) {}
LimitedReader
结构体中包含了两个字段,其中R
为底层Reader
, 数据都是从Reader
当中读取的,而 N
则代表了剩余最多可以读取的字节数。同时也提供了一个Read
方法,通过该方法来实现对数据进行读取,在读取过程中 N
的值会不断减小。
通过使用io.LimitedReader
, 我们可以控制从底层读取器读取的字节数,避免读取到不应该读取的数据,这个在某些场景下非常有用。
同时Go语言还提供了一个函数,能够使用该函数,创建出一个io.LimitedReader
实例,函数定义如下:
func LimitReader(r Reader, n int64) Reader { return &LimitedReader{r, n} }
我们可以通过该函数创建出一个LimitedReader
实例,也能够提升代码的可读性。
2.2 使用示例
下面我们展示如何使用io.LimitedReader
限制读取的字节数,代码示例如下:
package main
import (
"fmt"
"io"
"strings"
)
func main() {
// 创建一个字符串作为底层读取器
reader := strings.NewReader("Hello, World!")
// 创建一个LimitedReader,限制最多读取5个字节
limitReader := io.LimitReader(reader, 5)
// 使用LimitedReader进行读取操作
buffer := make([]byte, 10)
n, err := limitReader.Read(buffer)
if err != nil && err != io.EOF {
fmt.Println("读取错误:", err)
return
}
fmt.Println("读取的字节数:", n)
fmt.Println("读取的内容:", string(buffer[:n]))
}
在上面示例中,我们使用字符串创建了一个底层Reader,然后基于该底层Reader创建了一个io.LimitedReader
,同时限制了最多读取5个字节。然后调用 limitReader
的 Read
方法读取数据,此时将会读取数据放到缓冲区当中,程序将读取到的字节数和内容打印出来。函数运行结果如下:
读取的字节数: 5
读取的内容: Hello
这里读取到的字节数为5,同时也只返回了前5个字符。通过这个示例,我们展示了使用io.LimitedReader
限制从底层数据源读取数据数的方法,其实只需要使用io.LimitedReader
对源Reader
进行包装,同时声明最多读取的字节数即可。
3. 实现原理
在了解了io.LimitedReader
的基本定义和使用后,下面我们来对io.LimitedReader
的实现原理进行基本说明,通过了解其实现原理,能够帮助我们更好得理解和使用io.LimitedReader
。
io.LimitedReader
的实现比较简单,我们直接看其代码的实现:
func (l *LimitedReader) Read(p []byte) (n int, err error) {
// N 代表剩余可读数据长度,如果小于等于0,此时直接返回EOF
if l.N <= 0 {
return 0, EOF
}
// 传入切片长度 大于 N, 此时通过 p = p[0:l.N] 修改切片长度,保证切片长度不大于 N
if int64(len(p)) > l.N {
p = p[0:l.N]
}
// 调用Read方法读取数据,Read方法最多读取 len(p) 字节的数据
n, err = l.R.Read(p)
// 修改 N 的值
l.N -= int64(n)
return
}
其实io.LimitedReader
的实现还是比较简单的,首先,它维护了一个剩余可读字节数N,也就是LimitedReader
中的N
属性,该值最开始是由用户设置的,之后在不断读取的过程 N 不断递减,直到最后变小为0。
然后LimitedReader
中读取数据,与其他Reader
一样,需要用户传入一个字节切片参数p
,为了避免读取超过剩余可读字节数 N
的字节数,此时会比较len(p)
和 N
的值,如果切片长度大于N,此时会使用p = p[0:l.N]
修改切片的长度,通过这种方式,保证最多只会读取到N
字节的数据。
4. 使用场景
当我们需要限制从数据源读取到的字节数时,亦或者在某些场景下,我们只需要读取数据的前几个字节或者特定长度的数据,此时使用io.LimitedReader
来实现比较简单方便。
一个经典的例子,其实是net/http
库解析HTTP请求时对io.LimitedReader
的使用,通过其限制了读取的字节数。
当客户端发送HTTP请求时,可以设置头部字段 Content-Length
字段的值,通过该字段声明请求体的长度,服务端就可以根据Content-Length
头部字段的值,确定请求体的长度。服务端在读取请求体数据时,不能读取超过Content-Length
长度的数据,因为后面的数据可能是下一个请求的数据,这里通过io.LimitedReader
来确保不会读取超出Content-Length
指定长度的字节数是非常合适的,而当前net/http
库的实现也确实如此。下面是其中设置请求体的相关代码:
// 根据不同的编码类型来对 t.Body 进行设置
switch {
// 分块编码
case t.Chunked:
// 忽略
case realLength == 0:
t.Body = NoBody
// content-length 编码方式
case realLength > 0:
t.Body = &body{src: io.LimitReader(r, realLength), closing: t.Close}
default:
// realLength < 0, i.e. "Content-Length" not mentioned in header
// 忽略
}
这里realLength
便是通过Content-length
头部字段来获取的,能够取到值,此时便通过io.LimitedReader
来限制HTTP请求体数据的读取。
后续执行真正的业务流程时,此时直接调用t.Body
中 Read
方法读取数据即可,不需要操心读取到下一个请求体的数据,非常方便。
5. 总结
io.LimitedReader
是Go语言标准库提供的一个结构体类型,能够限制从数据源读取到的字节数。 我们先从io.LimitedReader
的基本定义出发,之后通过一个简单的示例,展示如何使用io.LimitedReader
来实现读取数据数的限制。
接着我们讲述了io.LimitedReader
函数的实现原理,通过对这部分内容的讲述,加深了我们对其的理解。最后我们简单讲述了io.LimitedReader
的使用场景,当我们需要限制从数据源读取到的字节数时,亦或者在某些场景下,我们只需要读取数据的前几个字节或者特定长度的数据时,使用io.LimitedReader
是非常合适的。
基于此,完成了对io.LimitedReader
的介绍,希望对你有所帮助。
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