在 Go 中復(fù)制文件的三種方法
本文將介紹展示如何使用 Go 編程語言 來復(fù)制文件。在 Go 中復(fù)制文件的方法有很多，我只介紹三種最常見的：使用 Go 庫中的 io.Copy() 函數(shù)調(diào)用、一次讀取輸入文件并將其寫入另一個文件，以及使用緩沖區(qū)一塊塊地復(fù)制文件。
方法一：使用 io.Copy()
第一種方法就是使用 Go 標(biāo)準(zhǔn)庫的 io.Copy() 函數(shù)。你可以在 copy() 函數(shù)的代碼中找到它的實現(xiàn)邏輯，如下所示：
func copy(src, dst string) (int64, error) {
sourceFileStat, err := os.Stat(src)
if err != nil {
return 0, err
}
if !sourceFileStat.Mode().IsRegular() {
return 0, fmt.Errorf("%s is not a regular file", src)
}
source, err := os.Open(src)
if err != nil {
return 0, err
}
defer source.Close()
destination, err := os.Create(dst)
if err != nil {
return 0, err
}
defer destination.Close()
nBytes, err := io.Copy(destination, source)
return nBytes, err
}
首先，上述代碼做了兩個判斷，以便確定它可以被打開讀?。阂皇桥袛鄬⒁獜?fù)制的文件是否存在（os.Stat(src)），二是判斷它是否為常規(guī)文件（sourceFileStat.Mode().IsRegular()）。剩下的所有工作都由 io.Copy(destination, source) 這行代碼來完成。io.Copy() 函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，會返回復(fù)制的字節(jié)數(shù)和復(fù)制過程中發(fā)生的第一條錯誤消息。在 Go 中，如果沒有錯誤消息，錯誤變量的值就為 nil。
你可以在 io 包 的文檔頁面了解有關(guān) io.Copy() 函數(shù)的更多信息。
運行 cp1.go 將產(chǎn)生以下輸出：
$ go run cp1.go
Please provide two command line arguments!
$ go run cp1.go fileCP.txt /tmp/fileCPCOPY
Copied 3826 bytes!
$ diff fileCP.txt /tmp/fileCPCOPY
這個方法已經(jīng)非常簡單了，不過它沒有為開發(fā)者提供靈活性。這并不總是一件壞事，但是，有些時候，開發(fā)者可能會需要/想要告訴程序該如何讀取文件。
方法二：使用 ioutil.WriteFile() 和 ioutil.ReadFile()
復(fù)制文件的第二種方法是使用 ioutil.ReadFile() 和 ioutil.WriteFile() 函數(shù)。第一個函數(shù)用于將整個文件的內(nèi)容，一次性地讀入到某個內(nèi)存中的字節(jié)切片里；第二個函數(shù)則用于將字節(jié)切片的內(nèi)容寫入到一個磁盤文件中。
實現(xiàn)代碼如下：
input, err := ioutil.ReadFile(sourceFile)
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
err = ioutil.WriteFile(destinationFile, input, 0644)
if err != nil {
fmt.Println("Error creating", destinationFile)
fmt.Println(err)
return
}
上述代碼包括了兩個 if 代碼塊（嗯，用 Go 寫程序就是這樣的），程序的實際功能其實體現(xiàn)在 ioutil.ReadFile() 和 ioutil.WriteFile() 這兩行代碼中。
運行 cp2.go，你會得到下面的輸出：
$ go run cp2.go
Please provide two command line arguments!
$ go run cp2.go fileCP.txt /tmp/copyFileCP
$ diff fileCP.txt /tmp/copyFileCP
請注意，雖然這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)文件復(fù)制，但它在復(fù)制大文件時的效率可能不高。這是因為當(dāng)文件很大時，ioutil.ReadFile() 返回的字節(jié)切片會很大。
方法三：使用 os.Read() 和 os.Write()
在 Go 中復(fù)制文件的第三種方法就是下面要介紹的 cp3.go。它接受三個參數(shù)：輸入文件名、輸出文件名和緩沖區(qū)大小。
cp3.go 最重要的部分位于以下 for 循環(huán)中，你可以在 copy() 函數(shù)中找到它，如下所示：
buf := make([]byte, BUFFERSIZE)
for {
n, err := source.Read(buf)
if err != nil && err != io.EOF {
return err
}
if n == 0 {
break
}
if _, err := destination.Write(buf[:n]); err != nil {
return err
}
}
該方法使用 os.Read() 將輸入文件的一小部分讀入名為 buf 的緩沖區(qū)，然后使用 os.Write() 將該緩沖區(qū)的內(nèi)容寫入文件。當(dāng)讀取出錯或到達文件末尾（io.EOF）時，復(fù)制過程將停止。
運行 cp3.go，你會得到下面的輸出：
$ go run cp3.go
usage: cp3 source destination BUFFERSIZE
$ go run cp3.go fileCP.txt /tmp/buf10 10
Copying fileCP.txt to /tmp/buf10
$ go run cp3.go fileCP.txt /tmp/buf20 20
Copying fileCP.txt to /tmp/buf20
在接下來的基準(zhǔn)測試中，你會發(fā)現(xiàn)，緩沖區(qū)的大小極大地影響了 cp3.go 的性能。
運行基準(zhǔn)測試
在本文的最后一部分，我將嘗試比較這三個程序以及 cp3.go 在不同緩沖區(qū)大小下的性能（使用 time(1) 命令行工具）。
以下輸出顯示了復(fù)制 500MB 大小的文件時，cp1.go、cp2.go 和 cp3.go 的性能對比：
$ ls -l INPUT
-rw-r--r-- 1 mtsouk staff 512000000 Jun 5 09:39 INPUT
$ time go run cp1.go INPUT /tmp/cp1
Copied 512000000 bytes!
real 0m0.980s
user 0m0.219s
sys 0m0.719s
$ time go run cp2.go INPUT /tmp/cp2
real 0m1.139s
user 0m0.196s
sys 0m0.654s
$ time go run cp3.go INPUT /tmp/cp3 1000000
Copying INPUT to /tmp/cp3
real 0m1.025s
user 0m0.195s
sys 0m0.486s
我們可以看出，這三個程序的性能非常接近，這意味著 Go 標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的實現(xiàn)非常聰明、經(jīng)過了充分優(yōu)化。
現(xiàn)在，讓我們測試一下緩沖區(qū)大小對 cp3.go 的性能有什么影響吧！執(zhí)行 cp3.go，并分別指定緩沖區(qū)大小為 10、20 和 1000 字節(jié)，在一臺運行很快的機器上復(fù)制 500MB 文件，得到的結(jié)果如下：
$ ls -l INPUT
-rw-r--r-- 1 mtsouk staff 512000000 Jun 5 09:39 INPUT
$ time go run cp3.go INPUT /tmp/buf10 10
Copying INPUT to /tmp/buf10
real 6m39.721s
user 1m18.457s
sys 5m19.186s
$ time go run cp3.go INPUT /tmp/buf20 20
Copying INPUT to /tmp/buf20
real 3m20.819s
user 0m39.444s
sys 2m40.380s
$ time go run cp3.go INPUT /tmp/buf1000 1000
Copying INPUT to /tmp/buf1000
real 0m4.916s
user 0m1.001s
sys 0m3.986s
我們可以發(fā)現(xiàn)，緩沖區(qū)越大，cp3.go 運行得就越快，這或多或少是符合預(yù)期的。此外，使用小于 20 字節(jié)的緩沖區(qū)來復(fù)制大文件會非常緩慢，應(yīng)該避免。
你可以在 GitHub 找到 cp1.go、cp2.go 和 cp3.go 的 Go 代碼。
