GO의 고급 I/O 작업에는 간단한 파일 읽기 및 쓰기를 넘어 확장되는 몇 가지 정교한 기술과 메커니즘이 포함됩니다. 이러한 작업은 GO의 기본 I/O 인터페이스, 동시성 모델 및 최적의 성능 및 유연성을위한 특수 목적 구성을 활용합니다. 아래는 완충 된 I/O, 인터페이스 기반 I/O 최적화, 메모리 내 파이프, 비동기 I/O 동작 및 동시성 패턴이있는 I/O를 다루는 자세한 설명입니다.
버퍼링 된 I/O
GO의 기본 고급 I/O 기술 중 하나는 버퍼링 된 I/O를 사용하여 성능을 최적화하는 것입니다. `Bufio '패키지는 기본 I/O 운영을 감싸는 버퍼링 된 독자와 작가를 제공하여 직접 시스템 호출을 줄이기 위해 성능 측면에서 비용이 많이 듭니다. 매번 시스템 호출을 포함하는 바이트 바이트를 읽거나 쓰는 대신, 버퍼링 된 I/O는 한 번에 더 큰 데이터 덩어리를 읽고 메모리 버퍼에 캐싱됩니다.
버퍼링 된 I/O를 사용하는 것은 파일에서 라인별 읽기 또는 작은 메시지를 네트워크 소켓에 쓰는 것과 같이 작은 읽기/쓰기를 자주 처리 할 때 유리합니다. 버퍼는 용량에 도달 할 때까지 데이터를 축적 한 다음 한 시스템 호출로 플러시합니다. 이것은 오버 헤드를 줄이고 처리량을 향상시킵니다. 또한 버퍼링 된 작업을 통해 라인을 효율적으로 반환하는`readline '과 같은 메소드가 허용됩니다.
버퍼링 된 쓰기는`bufio.writer`와 같은 유형에 의해 지원되며, 버퍼 출력 및`flush`와 같은 방법을 구현하여 버퍼링 된 데이터를 명시 적으로 작성하여 데이터 전송 시점에 대한 정확한 제어를 제공합니다. 마찬가지로`bufio.reader` 버퍼 입력 입력 및`peek` 및`readslice '와 같은 작업을 지원합니다.
인터페이스 기반 I/O 최적화
go의`io '패키지는`reader',``writer ',`readwriter`,`readcloser`,`writecloser'및 입력/출력 추상화를 표준화하는 다른 인터페이스 세트 주위에 구축되었습니다. 보다 진보 된 최적화 전략에는`io.copy` 기능에 의한 중간 버퍼링없이 독자와 작가 간의 직접 전송을 허용하는 추가 인터페이스를 구현해야합니다.
-`writerto` 인터페이스는`writeto (w writer) (n int64, err error)`메소드를 정의하여 유형을 'Writer'에 직접 쓸 수 있습니다.
-`readerfrom '인터페이스`readfrom (r reader) (n int64, err error)`메소드를 정의하여 유형이`reader'에서 직접 데이터를 읽을 수있게합니다.
이러한 인터페이스가 소스 (Reader) 또는 대상 (Writer)에 의해 구현되면`io.copy`는 이러한 최적화 된 방법을 사용하여 중간 버퍼 할당을 피하고 메모리 사용량을 줄이고 오버 헤드를 복사합니다.
메모리 내 파이프
Go는 연결된`io.pipe ()`함수를 제공하여 'Pipereader'및 'Pipewriter'의 연결된 쌍을 반환합니다. 이 파이프는 동기식으로 메모리에서 작동하며, 여기서 데이터가 'Pipereader'에서 읽을 때까지 'Pipewriter'블록에 씁니다. 이로 인해 중간 스토리지가없는 스트리밍을위한 고어 라인을 연결하거나 중간 저장소가없는 연쇄 작업을 연결하는 것과 같이 '작가'를 제공하는 코드와 함께 'Reader'를 기대하는 코드를 연결하기위한 강력한 원시입니다.
파이프는 내부적으로 GO의 표준 라이브러리에서`os/exec.cmd`와 함께 사용하여 서브 프로세서의 표준 입력/출력 스트림을 연결하여 정교한 프로세스 파이프 라인을 가능하게합니다.
비동기 I/O 및 Goroutines
Go의 동시성 모델은 I/O 운영 방식을 근본적으로 변경합니다. GO I/O API는 동기식으로 보이지만 GO의 런타임 스케줄러와 결합 된 Goroutines는 I/O가 시스템 관점에서 비 블로킹을 호출합니다. Goroutine이 I/O 차단을 수행하면 Go Runtime은 Goroutine을 주차하고 사용 가능한 OS 스레드에서 다른 Goroutine을 일정시킵니다. 이것은 Async/Await와 같은 명백한 비동기 프로그래밍 패턴없이 비동기식, 비 차단 I/O의 환상을 만듭니다.
이 모델은 더 간단한 코드로 높은 동시성을 허용합니다. 고 루틴 내부의 I/O 차단은 전체 스레드를 차단하지 않습니다. 대신, 런타임은 OS 스레드가 적습니다. 이는 확장 가능하고 반응이 좋은 응용 프로그램, 특히 많은 연결을 동시에 처리하는 네트워크 서버의 경우 지원합니다.
여러 작가 및 독자와 함께 일합니다
go의`io.multiwriter`는 유니 닉스`tee` 명령과 유사한 모든 기본 작가에게 모든 글을 복제하는 작가를 구성합니다. 이는 여러 대상에 걸쳐 로깅, 데이터 스트림을 방송하거나 출력을 동시에 복제하는 데 유용합니다. 개별 작가의 오류는 전체 작업을 중지하여 오류 전파를 보장합니다.
독자 측면에서`io.sectionreader`와 같은 기능은 데이터 스트림의 슬라이스를 활성화합니다. 이를 통해 큰 파일 또는 세분화 된 데이터 소스로 작업 할 때 유용한 기본 'readerat'의 특정 부분을 읽을 수 있습니다.
파일 I/O 고려 사항 및 효율적인 읽기/쓰기
위의 원리를 결합하여 파일 I/O를 최적화 할 수 있습니다. 원시 파일 디스크립터 액세스에`os.file`을 사용한 다음`bufio.reader` 또는`bufio.writer`에 래핑하여 버퍼링 된 읽기 및 쓰기를 위해. 큰 파일 또는 데이터 세트를 읽거나 작성할 때 버퍼링 된 I/O는 시스템 호출을 최소화하고 대기 시간을 줄입니다.
`seek '방법 (`os.file` 및 기타에서 구현 됨)을 통해 지원을 찾으면 무작위 액세스 I/O 작업에 중요한 읽기/쓰기 오프셋을 이동할 수 있습니다.
전체 파일 또는 스트림을 효율적으로 읽으려면`io.readall` (Go 1.16 이후)은 EOF까지 읽고 전체 내용을 반환합니다. 버퍼링 된 I/O와 결합 된이 방법은 편의성과 성능의 균형을 유지합니다.
컨텍스트 및 취소를 가진 고급 I/O 패턴
GO의 기본 I/O 작업은 기본적으로 취소를 지원하지 않지만 'Context'패키지의 도입은 취소 신호를 전파하는 메커니즘을 제공합니다. 많은 현대 라이브러리는 I/O 또는 기타 작업을 취소하거나 시간을 초과 할 수 있도록 '컨텍스트'객체를 수락합니다. 컨텍스트를 I/O와 통합하는 것은 네트워크 프로그래밍 또는 장기 실행 작업의 일반적인 패턴으로 더 이상 필요하지 않은 경우 자원을 즉시 릴리스합니다.
사용자 정의 I/O 구현 및 확장
GO를 사용하면 기본 인터페이스를 구현하여 사용자 정의 I/O 유형을 쉽게 만들 수 있습니다. 이는 암호화 된 I/O, 압축 계층 또는 네트워크 프로토콜과 같은 고급 구조를 구축 할 수 있습니다. 예를 들어, 사용자 정의`reader '는 데이터를 즉시 해독 할 수 있거나'작가 '가 나가는 데이터를 압축 할 수 있습니다.
이러한 사용자 정의 유형은`io.copy`와 같은 표준 라이브러리 기능과 원활하게 상호 작용할 수 있으므로 최소 보일러 플레이트로 복잡한 처리 파이프 라인을 구성 할 수 있습니다.
주요 고급 I/O 개념의 요약
-`bufio` 패키지가있는 버퍼링 된 I/O는 빈번한 작은 읽기/쓰기의 성능을 향상시킵니다.
- 인터페이스 최적화 (`writeRto`,`readerfrom ')는 제로 카피 데이터 전송을 허용합니다.
- 메모리 내 동기식 파이프 (`io.pipe`) 스트림 체인 및 동시성 통신을 활성화합니다.
-Goroutine 기반 동시성으로 인해 런타임에 비 블로킹을 동기화합니다.
- 다중 작가 및 섹션 리더 유틸리티는 고급 스트림 분할 및 슬라이스를 용이하게합니다.
- 효율적인 파일 I/O는 버퍼링, 찾기 및 읽기 최적화를 사용합니다.
- 컨텍스트 통합은 I/O에 대한 취소 및 시간 초과 제어를 소개합니다.
- 사용자 정의 I/O 구현은 암호화, 압축 및 프로토콜 처리에 대한 확장 성을 제공합니다.