io และ bufio

Interface io.Reader และ io.Writer

Package io นิยาม interface ขนาดเล็กแต่เป็นรากฐานสองตัว:

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

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

Interface ทั้งสองนี้คือภาษากลางของ I/O ใน Go มี type จำนวนมากที่ implement ทั้งสอง: ไฟล์, network connection, HTTP request และ response body, in-memory buffer และอื่นๆ ฟังก์ชันที่รับ io.Reader หรือ io.Writer จะทำงานกับทุก type เหล่านั้นโดยไม่ต้องแก้ไขโค้ด

strings.NewReader — Reader ในหน่วยความจำ

strings.NewReader(s) ห่อ string เป็น io.Reader มีประโยชน์มากใน test และตัวอย่าง — สามารถทดสอบฟังก์ชันที่อ่านจาก stream ได้โดยไม่ต้องแตะ filesystem

r := strings.NewReader("hello, world")
data, _ := io.ReadAll(r)
fmt.Println(string(data)) // hello, world

bytes.Buffer — buffer สำหรับอ่านและเขียน

bytes.Buffer implement ทั้ง io.Reader และ io.Writer เขียนลงไปแล้วอ่านกลับออกมา:

var buf bytes.Buffer
fmt.Fprintln(&buf, "first line")
fmt.Fprintln(&buf, "second line")
content, _ := io.ReadAll(&buf)
fmt.Print(string(content))

fmt.Fprintln รับ io.Writer ใดก็ได้ ดังนั้นจึงเปลี่ยน output ที่ฟอร์แมตแล้วไปยัง buffer, ไฟล์ หรือ network connection ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนโค้ด

bufio.Scanner — การอ่านทีละบรรทัด

bufio.Scanner ห่อ io.Reader ใดก็ได้และให้การอ่านทีละบรรทัด (หรือทีละ token) อย่างสะดวก ฟังก์ชัน split แบบ default คือ bufio.ScanLines

scanner := bufio.NewScanner(r)
for scanner.Scan() {
    fmt.Println(scanner.Text()) // ทีละบรรทัด
}
if err := scanner.Err(); err != nil {
    log.Fatal(err)
}

scanner.Scan() คืน false เมื่อ input หมดหรือเกิด error ควรตรวจสอบ scanner.Err() หลังลูปเสมอ — การคืน false เพียงอย่างเดียวไม่ได้บอกว่าเป็น EOF หรือ error

ฟังก์ชัน helper ของ io

Package io ยังมี helper ที่มีประโยชน์:

io.ReadAll(r)           // อ่านจนถึง EOF คืน []byte
io.Copy(dst, src)       // copy จาก Reader ไปยัง Writer
io.MultiReader(r1, r2)  // ต่อ reader หลายตัวตามลำดับ
io.Discard              // Writer ที่ทิ้ง byte ทั้งหมด (เหมือน /dev/null)
io.LimitReader(r, n)    // อ่านไม่เกิน n bytes

Open in Playground

package main

import (
  "bufio"
  "bytes"
  "fmt"
  "io"
  "strings"
)

// printLines accepts any io.Reader — works with files, buffers, or strings
func printLines(r io.Reader) {
  scanner := bufio.NewScanner(r)
  for scanner.Scan() {
    fmt.Println(">", scanner.Text())
  }
}

func main() {
  // strings.NewReader implements io.Reader
  r := strings.NewReader("first line\nsecond line\nthird line")
  printLines(r)

  // bytes.Buffer implements both io.Reader and io.Writer
  var buf bytes.Buffer
  fmt.Fprintln(&buf, "written to buffer")
  fmt.Fprintln(&buf, "another line")
  content, _ := io.ReadAll(&buf)
  fmt.Print(string(content))

  // io.MultiReader chains two readers sequentially
  r1 := strings.NewReader("hello ")
  r2 := strings.NewReader("world\n")
  combined := io.MultiReader(r1, r2)
  io.Copy(io.Discard, combined)
  fmt.Println("MultiReader composed two readers")

  // bufio.Scanner over in-memory CSV
  csv := "alice,30\nbob,25\ncharlie,35"
  scanner := bufio.NewScanner(strings.NewReader(csv))
  for scanner.Scan() {
    parts := strings.Split(scanner.Text(), ",")
    fmt.Printf("name=%s age=%s\n", parts[0], parts[1])
  }
}

Mental Model

io.Reader interface:
  Source → [Read(p []byte)] → buffer p → consumer

Chaining readers:
  os.File → bufio.NewReader → gzip.NewReader → json.NewDecoder
  ↓          ↓                ↓                ↓
  raw        buffered         decompressed     decoded

bufio.Writer batching:
  small writes → [buffer 4 KB] → one flush → os.File
  many syscalls                  one syscall

ข้อแลกเปลี่ยน

สิ่งที่ได้	ประโยชน์	ต้นทุน
bufio.Reader	ลด syscall (batching reads)	เพิ่ม memory สำหรับ buffer
bufio.Writer	ลด syscall (batching writes)	ต้อง Flush() ก่อน close
io.Reader chain	composable, zero-copy pipeline	error handling ซับซ้อนเมื่อ chain ยาว
io.Copy	efficient transfer ระหว่าง Reader→Writer	ไม่ inspect data ระหว่างทาง

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย

unbuffered read เร็วพอ — ทุก Read() call โดยไม่มี buffer = 1 syscall — ช้ามากสำหรับ small reads จำนวนมาก
bufio.Writer flush อัตโนมัติ — ไม่ — ต้อง Flush() เองก่อน close หรือส่ง response ไม่งั้น data อาจหาย
io.Reader อ่าน exact n bytes เสมอ — Read() อาจ return น้อยกว่า n bytes — ต้องวน loop ถ้าต้องการ exact read
strings.NewReader กับ bytes.NewReader เหมือนกัน — strings.NewReader สำหรับ string literal, bytes.NewReader สำหรับ []byte ที่มีอยู่แล้ว

💡 ตัวอย่างจากของจริง

Kubernetes: etcd client ใช้ bufio สำหรับ gRPC message buffering — ลด syscall overhead เมื่อรับ stream ของ events

Docker: container image layer copying ใช้ io.Copy เพื่อ transfer data จาก registry ไปยัง local storage อย่าง efficient

Go HTTP server: net/http ห่อ TCP connection ด้วย bufio.Reader โดยอัตโนมัติ — request parsing ไม่ต้อง syscall ทุก byte

🟦 เขียนโค้ดให้รับ io.Reader และ io.Writer ไม่ใช่ concrete type

เขียนฟังก์ชันให้รับ io.Reader หรือ io.Writer แทนที่จะรับ *os.File หรือ *http.Request นิสัยเดียวนี้ทำให้โค้ด test ได้ทุกที่ — ส่ง strings.NewReader ใน test, ไฟล์จริงใน production และ HTTP body ใน handler โดยไม่ต้องแก้ไขฟังก์ชัน นอกจากนี้ยังหมายความว่าฟังก์ชันจะทำงานร่วมกับ ecosystem I/O composition ทั้งหมดของ Go: bufio.NewReader, io.MultiReader, io.LimitReader, gzip.NewReader และอื่นๆ