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如何在 Go 中将 []byte 转换为 io.Reader？

原文链接： 如何在 Go 中将 []byte 转换为 io.Reader？

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在 stackoverflow 上看到一个问题，题主进行了一个网络请求，接口返回的是 []byte。如果想要将其转换成 io.Reader，需要怎么做呢？

这个问题解决起来并不复杂，简单几行代码就可以轻松将其转换成功。不仅如此，还可以再通过几行代码反向转换回来。

下面听我慢慢给你吹，首先直接看两段代码。

[]byte 转 io.Reader

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"log"
)

func main() {
	data := []byte("Hello AlwaysBeta")

	// byte slice to bytes.Reader, which implements the io.Reader interface
	reader := bytes.NewReader(data)

	// read the data from reader
	buf := make([]byte, len(data))
	if _, err := reader.Read(buf); err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	fmt.Println(string(buf))
}

输出：

Hello AlwaysBeta

这段代码先将 []byte 数据转换到 reader 中，然后再从 reader 中读取数据，并打印输出。

io.Reader 转 []byte

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"strings"
)

func main() {
	ioReaderData := strings.NewReader("Hello AlwaysBeta")

	// creates a bytes.Buffer and read from io.Reader
	buf := &bytes.Buffer{}
	buf.ReadFrom(ioReaderData)

	// retrieve a byte slice from bytes.Buffer
	data := buf.Bytes()

	// only read the left bytes from 6
	fmt.Println(string(data[6:]))
}

输出：

AlwaysBeta

这段代码先创建了一个 reader，然后读取数据到 buf，最后打印输出。

以上两段代码就是 []byte 和 io.Reader 互相转换的过程。对比这两段代码不难发现，都有 NewReader 的身影。而且在转换过程中，都起到了关键作用。

那么问题来了，这个 NewReader 到底是什么呢？接下来我们通过源码来一探究竟。

源码解析

Go 的 io 包提供了最基本的 IO 接口，其中 io.Reader 和 io.Writer 两个接口最为关键，很多原生结构都是围绕这两个接口展开的。

下面就来分别说说这两个接口：

Reader 接口

io.Reader 表示一个读取器，它将数据从某个资源读取到传输缓冲区。在缓冲区中，数据可以被流式传输和使用。

接口定义如下：

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

Read() 方法将 len(p) 个字节读取到 p 中。它返回读取的字节数 n，以及发生错误时的错误信息。

举一个例子：

package main

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

func main() {
	reader := strings.NewReader("Clear is better than clever")
	p := make([]byte, 4)

	for {
		n, err := reader.Read(p)
		if err != nil {
			if err == io.EOF {
				fmt.Println("EOF:", n)
				break
			}
			fmt.Println(err)
			os.Exit(1)
		}
		fmt.Println(n, string(p[:n]))
	}
}

输出：

4 Clea
4 r is
4  bet
4 ter
4 than
4  cle
3 ver
EOF: 0

这段代码从 reader 不断读取数据，每次读 4 个字节，然后打印输出，直到结尾。

最后一次返回的 n 值有可能小于缓冲区大小。

Writer 接口

io.Writer 表示一个编写器，它从缓冲区读取数据，并将数据写入目标资源。

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

Write 方法将 len(p) 个字节从 p 中写入到对象数据流中。它返回从 p 中被写入的字节数 n，以及发生错误时返回的错误信息。

举一个例子：

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	// 创建 Buffer 暂存空间，并将一个字符串写入 Buffer
	// 使用 io.Writer 的 Write 方法写入
	var buf bytes.Buffer
	buf.Write([]byte("hello world , "))

	// 用 Fprintf 将一个字符串拼接到 Buffer 里
	fmt.Fprintf(&buf, " welcome to golang !")

	// 将 Buffer 的内容输出到标准输出设备
	buf.WriteTo(os.Stdout)
}

输出：

hello world ,  welcome to golang !

bytes.Buffer 是一个结构体类型，用来暂存写入的数据，其实现了 io.Writer 接口的 Write 方法。

WriteTo 方法定义：

func (b *Buffer) WriteTo(w io.Writer) (n int64, err error)

WriteTo 方法第一个参数是 io.Writer 接口类型。

转换原理

再说回文章开头的转换问题。

只要某个实例实现了接口 io.Reader 里的方法 Read() ，就满足了接口 io.Reader。

bytes 和 strings 包都实现了 Read() 方法。

// src/bytes/reader.go

// NewReader returns a new Reader reading from b.
func NewReader(b []byte) *Reader { return &Reader{b, 0, -1} }

// src/strings/reader.go

// NewReader returns a new Reader reading from s.
// It is similar to bytes.NewBufferString but more efficient and read-only.
func NewReader(s string) *Reader { return &Reader{s, 0, -1} }

在调用 NewReader 的时候，会返回了对应的 T.Reader 类型，而它们都是通过 io.Reader 扩展而来的，所以也就实现了转换。

总结

在开发过程中，避免不了要进行一些 IO 操作，包括打印输出，文件读写，网络连接等。

在 Go 语言中，也提供了一系列标准库来应对这些操作，主要封装在以下几个包中：

  • io：基本的 IO 操作接口。
  • io/ioutil：封装了一些实用的 IO 函数。
  • fmt：实现了 IO 格式化操作。
  • bufio：实现了带缓冲的 IO。
  • net.Conn：网络读写。
  • os.Stdin，os.Stdout：系统标准输入输出。
  • os.File:系统文件操作。
  • bytes：字节相关 IO 操作。

除了 io.Reader 和 io.Writer 之外，io 包还封装了很多其他基本接口，比如 ReaderAt，WriterAt，ReaderFrom 和 WriterTo 等，这里就不一一介绍了。这部分代码并不复杂，读起来很轻松，而且还能加深对接口的理解，推荐大家看看。

好了，本文就到这里吧。关注我，带你通过问题读 Go 源码。

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参考文章：

  • https://books.studygolang.com/The-Golang-Standard-Library-by-Example/chapter01/01.1.html
  • https://www.cnblogs.com/jiujuan/p/.html
  • https://segmentfault.com/a/

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