一文了解io包中的discard类型

雨点打透心脏的1/2处 2024-03-17 19:18 40阅读 0赞

## 1. 引言 ##

`io.discard`是Go语言标准库提供一个结构体类型，其在丢弃不需要的数据场景下非常好用。本文我们将从`io.discard` 类型的基本定义出发，讲述其基本使用和实现原理，接着简单描述 `io.discard` 的使用场景，基于此完成对 `io.discard` 类型的介绍。

## 2. 介绍 ##

#### 2.1 基本定义 ####

`io.discard` 是 Go语言提供的一个`Writer`，这个`Writer` 比较特殊，其不会做任何事情。它会将写入的数据**立即丢弃**，不会做任何处理。其定义如下:

type discard struct{}
    func (discard) Write(p []byte) (int, error) {}
    func (discard) WriteString(s string) (int, error) {}
    func (discard) ReadFrom(r Reader) (n int64, err error) {}

`discard` 结构体类型没有定义任何字段，同时还提供了`Write` ,`ReadFrom`和`WriteString` 方法，`Write` 方法和`WriteString` 方法分别接收字节切片和字符串，然后返回写入的字节数。

同时还实现了`io.ReaderFrom` 接口，这个是为了在使用 `io.Copy` 函数时，将数据从源复制到`io.discard` 时，避免不必要的操作。

从上面`discard` 的定义可以看起来，其不是一个公开类型的结构体类型，所以我们并不能创建结构体实例。事实上Go语言提供了一个`io.discard` 实例的预定义常量，我们直接使用，无需自己创建实例，定义如下:

var Discard Writer = discard{}

#### 2.2 使用说明 ####

下面通过一个丢弃网络连接中不再需要的数据的例子，来展示`io.Discard` 的使用，代码示例如下:

package main
    
    import (
            "fmt"
            "io"
            "net"
            "os"
    )
    
    func discardData(conn net.Conn, bytesToDiscard int64) error {
            _, err := io.CopyN(io.Discard, conn, bytesToDiscard)
            return err
    }
    
    func main() {
            conn, err := net.Dial("tcp", "example.com:80")
            if err != nil {
                    fmt.Println("连接错误:", err)
                    return
            }
            defer conn.Close()
    
            bytesToDiscard := int64(1024) // 要丢弃的字节数
    
            err = discardData(conn, bytesToDiscard)
            if err != nil {
                    fmt.Println("丢弃数据错误:", err)
                    return
            }
    
            fmt.Println("数据已成功丢弃。")
    }

在上面示例中，我们建立了网络连接，然后连接中的前1024个字节的数据是不需要的。这个时候，我们通过`io.CopyN` 函数将数据从`conn` 拷贝到`io.Discard` 当中，基于`io.Discard` 丢弃数据的特性，成功将连接的前1024个字节丢弃掉，而不需要自定义缓冲区之类的操作，简单高效。

## 3. 实现原理 ##

`io.Discard`的目的是在某些场景下提供一个满足`io.Writer`接口的实例，但用户对于数据的写入操作并不关心。它可以被用作一个黑洞般的写入目标，默默地丢弃所有写入它的数据。所以`io.discard` 的实现也相对比较简单，不对输入的数据进行任何处理即可，下面我们来看具体的实现。

首先是`io.discard` 结构体的定义，没有定义任何字段，因为本来也不需要执行任何写入操作:

type discard struct{}

而对于`Write` 和 `WriteString` 方法，其直接返回了传入参数的长度，往该`Writer` 写入的数据不会被写入到其他地方，而是被直接丢弃:

func (discard) Write(p []byte) (int, error) {
       return len(p), nil
    }
    
    func (discard) WriteString(s string) (int, error) {
       return len(s), nil
    }

同时`discard` 也实现了`io.ReaderFrom` 接口，实现了`ReadFrom` 方法，实现也是非常简单，从`blackHolePool` 缓冲池中获取字节切片，然后不断读取数据，读取完成之后，再将字节切片重新放入缓冲池当中:

// 存在一个字节切片缓冲池
    var blackHolePool = sync.Pool{
       New: func() any {
          b := make([]byte, 8192)
          return &b
       },
    }
    
    func (discard) ReadFrom(r Reader) (n int64, err error) {
       // 从缓冲池中取出一个 字节切片
       bufp := blackHolePool.Get().(*[]byte)
       readSize := 0
       for {
          // 不断读取数据，bufp 只是作为一个读取数据的中介，读取到的数据并无意义
          readSize, err = r.Read(*bufp)
          n += int64(readSize)
          if err != nil {
             // 将字节切片 重新放入到 blackHolePool 当中
             blackHolePool.Put(bufp)
             if err == EOF {
                return n, nil
             }
             return
          }
       }
    }

在`io.Copy` 函数中，将调用`discard` 中的`ReadFrom` 方法，能够将`Writer`中的所有数据读取完，然后丢弃掉。

## 4. 使用场景 ##

`io.Discard` 给我们提供了一个`io.Writer` 接口的实例，同时其又不会真实得写入数据，这个在某些场景下非常有用。

有时候，我们可能需要一个实现`io.Writer` 接口的实例，但是我们并不关心数据写入`Writer` 的结果，也不关心数据是否写到了哪个地方，此时`io.Discard` 就给我们提供了一个方便的解决方案。同时`io.Discard` 可以作为一个黑洞写入目标，能够将数据默默丢弃掉，不会进行实际的处理和存储。

所以如果我们想要丢弃某些数据，亦或者是需要一个`io.Writer`接口的实例，但是对于写入结果不需要关注时，此时使用`io.Discard` 是非常合适的。

## 5. 总结 ##

`io.discard` 函数是Go语言标准库中一个实现了`Writer`接口的结构体类型，能够悄无声息得实现数据的丢弃。 我们先从`io.discard` 类型的基本定义出发，之后通过一个简单的示例，展示如何使用`io.discard` 类型实现对不需要数据的丢弃。

接着我们讲述了`io.discard` 类型的实现原理，其实就是不对写入的数据执行任何操作。在使用场景下，我们想要丢弃某些数据，亦或者是需要一个`io.Writer`接口的实例，但是对于写入结果不需要关注时，此时使用`io.Discard` 是非常合适的。

基于此，便完成了对`io.discard` 类型的介绍，希望对你有所帮助。