io.Pipe用于在goroutine间同步传输字节流,返回PipeReader和PipeWriter实现流式处理。写入阻塞直至被读取,需关闭写端以通知结束,支持CloseWithError传递错误,常用于压缩、I/O流等场景,避免内存开销。

在Go语言中,io.Pipe 是一种用于在多个goroutine之间进行同步数据传输的工具。它实现了一个同步的管道(synchronous pipe),一端用于写入,另一端用于读取,常用于避免缓冲通道带来的内存开销,同时支持流式处理。
io.Pipe 返回一个 io.PipeReader 和 io.PipeWriter,它们通过一个同步的内存管道连接。写入 Writer 的数据必须被对应的 Reader 读取后才能继续写入,否则会阻塞。这种机制非常适合在两个协程之间进行流式数据传递,比如一边生成数据,一边消费数据。
与带缓冲的 channel 不同,io.Pipe 更适合处理字节流,尤其是和 io.Reader / io.Writer 接口配合使用时非常自然。
下面是一个简单的例子:一个协程向管道写入字符串,另一个协程从中读取并打印:
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package main
import (
"io"
"log"
"os"
)
func main() {
// 创建一个 pipe
r, w := io.Pipe()
// 写入协程
go func() {
defer w.Close()
for i := 0; i < 5; i++ {
_, err := w.Write([]byte("hello world\n"))
if err != nil {
log.Printf("写入错误: %v", err)
return
}
}
}()
// 读取并输出到标准输出
_, err := io.Copy(os.Stdout, r)
if err != nil && err != io.EOF {
log.Printf("读取错误: %v", err)
}
r.Close()
}
在这个例子中,io.Copy 持续从 r 读取数据并写入 os.Stdout,直到写入端关闭。写入完成后调用 w.Close(),通知读取端数据结束。
一个典型的实践场景是:一个协程生成大量数据,另一个协程对其进行 gzip 压缩并保存或传输。我们可以使用 io.Pipe 将原始数据流传递给压缩器。
package main
import (
"compress/gzip"
"io"
"log"
"os"
)
func main() {
pr, pw := io.Pipe()
gzFile, _ := os.Create("output.gz")
// 启动压缩协程
go func() {
defer pw.Close()
writer := gzip.NewWriter(pw)
defer writer.Close()
for i := 0; i < 1000; i++ {
_, err := writer.Write([]byte("data line: hello golang\n"))
if err != nil {
log.Printf("压缩写入失败: %v", err)
return
}
}
}()
// 主协程将管道中的压缩数据写入文件
_, err := io.Copy(gzFile, pr)
if err != nil && err != io.EOF {
log.Printf("文件写入失败: %v", err)
}
pr.Close()
gzFile.Close()
}
这里,压缩协程使用 gzip.Writer 写入 pw,而主协程通过 pr 获取压缩后的字节流并写入文件。整个过程无需中间缓冲,高效且内存友好。
使用 io.Pipe 时需注意以下几点:
例如,当处理可能出错的写入时:
go func() {
_, err := w.Write(data)
if err != nil {
w.CloseWithError(err)
return
}
w.Close()
}()
基本上就这些。io.Pipe 在需要流式处理、对接标准 I/O 接口时非常实用,合理使用可以简化协程间的数据传输逻辑。关键是理解其同步特性,并正确管理关闭与错误传播。
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