Работа с файловой системой в Go

В этом уроке мы изучим работу с файловой системой в Go. Это важный навык, который позволит вам:

Читать и записывать данные в файлы
Управлять директориями и путями
Обрабатывать ошибки при работе с файлами
Эффективно работать с большими файлами
Создавать надёжные системы хранения данных

💡 Интересный факт: Go предоставляет несколько способов работы с файлами, от простых однострочных операций до сложных буферизированных операций, что позволяет выбрать оптимальный подход для каждой задачи.

Основные пакеты для работы с файлами

В Go есть несколько важных пакетов для работы с файлами:

os - базовые операции с файлами и директориями
io - интерфейсы для ввода/вывода
bufio - буферизированные операции
path/filepath - работа с путями
ioutil - вспомогательные функции

Чтение файлов

1. Простое чтение файла

package main

import (
	"fmt"
	"io/ioutil"
	"os"
)

func main() {
	// Открываем файл
	file, err := os.Open("example.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при открытии файла:", err)
		return
	}
	// Гарантированное закрытие файла
	defer file.Close()

	// Чтение содержимого файла
	content, err := ioutil.ReadAll(file)
	if err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при чтении файла:", err)
		return
	}

	fmt.Println("Содержимое файла:")
	fmt.Println(string(content))
}

Объяснение:

os.Open открывает файл в режиме только для чтения
defer file.Close() гарантирует закрытие файла даже при ошибках
ioutil.ReadAll читает всё содержимое файла за один раз
Преобразование string(content) необходимо, так как ReadAll возвращает байтовый срез

Ожидаемый вывод:

Содержимое файла:
Это содержимое файла example.txt
Вторая строка
Третья строка

2. Построчное чтение файла

package main

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	file, err := os.Open("example.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при открытии файла:", err)
		return
	}
	defer file.Close()

	// Создаём сканер для построчного чтения
	scanner := bufio.NewScanner(file)
	lineNumber := 1

	// Читаем файл построчно
	for scanner.Scan() {
		fmt.Printf("Строка %d: %s\n", lineNumber, scanner.Text())
		lineNumber++
	}

	// Проверяем ошибки сканера
	if err := scanner.Err(); err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при чтении файла:", err)
	}
}

Объяснение:

bufio.NewScanner создаёт сканер для построчного чтения
scanner.Scan() читает следующую строку
scanner.Text() возвращает текущую строку
scanner.Err() проверяет наличие ошибок

Ожидаемый вывод:

Строка 1: Это содержимое файла example.txt
Строка 2: Вторая строка
Строка 3: Третья строка

Запись в файлы

1. Простая запись в файл

package main

import (
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	// Создаём новый файл (или перезаписываем существующий)
	file, err := os.Create("output.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при создании файла:", err)
		return
	}
	defer file.Close()

	// Записываем несколько строк
	lines := []string{
		"Первая строка",
		"Вторая строка",
		"Третья строка",
	}

	for _, line := range lines {
		_, err := file.WriteString(line + "\n")
		if err != nil {
			fmt.Println("Ошибка при записи в файл:", err)
			return
		}
	}

	fmt.Println("Запись в файл успешно завершена!")
}

Объяснение:

os.Create создаёт новый файл или перезаписывает существующий
file.WriteString записывает строку в файл
Добавляем \n для перевода строки
defer file.Close() гарантирует закрытие файла

Ожидаемый вывод:

Запись в файл успешно завершена!

Содержимое файла output.txt:

Первая строка
Вторая строка
Третья строка

2. Буферизированная запись

package main

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	file, err := os.Create("buffered_output.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при создании файла:", err)
		return
	}
	defer file.Close()

	// Создаём буферизированный писатель
	writer := bufio.NewWriter(file)
	
	// Записываем данные в буфер
	for i := 1; i <= 1000; i++ {
		fmt.Fprintf(writer, "Строка %d\n", i)
	}

	// Записываем буфер в файл
	if err := writer.Flush(); err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при записи буфера:", err)
		return
	}

	fmt.Println("Буферизированная запись завершена!")
}

Объяснение:

bufio.NewWriter создаёт буферизированный писатель
fmt.Fprintf форматирует и записывает строку в буфер
writer.Flush() записывает буфер в файл
Буферизация повышает производительность при большом количестве записей

Ожидаемый вывод:

Буферизированная запись завершена!

Содержимое файла buffered_output.txt:

Строка 1
Строка 2
...
Строка 1000

Работа с директориями

1. Создание и удаление директорий

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"path/filepath"
)

func main() {
	// Создаём путь к новой директории
	dirPath := filepath.Join("test", "subdir", "data")
	
	// Создаём директорию со всеми родительскими директориями
	if err := os.MkdirAll(dirPath, 0755); err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при создании директории:", err)
		return
	}

	fmt.Printf("Директория %s создана успешно\n", dirPath)

	// Удаляем директорию и все её содержимое
	if err := os.RemoveAll("test"); err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при удалении директории:", err)
		return
	}

	fmt.Println("Директория и её содержимое удалены")
}

Объяснение:

filepath.Join создаёт корректный путь для текущей ОС
os.MkdirAll создаёт все необходимые директории
0755 устанавливает права доступа (rwxr-xr-x)
os.RemoveAll удаляет директорию и всё её содержимое

Ожидаемый вывод:

Директория test/subdir/data создана успешно
Директория и её содержимое удалены

2. Получение информации о файлах

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"path/filepath"
)

func main() {
	// Получаем информацию о файле
	info, err := os.Stat("example.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при получении информации:", err)
		return
	}

	// Выводим информацию о файле
	fmt.Println("Имя файла:", info.Name())
	fmt.Println("Размер:", info.Size(), "байт")
	fmt.Println("Права доступа:", info.Mode())
	fmt.Println("Время изменения:", info.ModTime())
	fmt.Println("Это директория:", info.IsDir())

	// Получаем абсолютный путь
	absPath, err := filepath.Abs("example.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println("Ошибка при получении пути:", err)
		return
	}
	fmt.Println("Абсолютный путь:", absPath)
}

Объяснение:

os.Stat возвращает информацию о файле
info.Name() возвращает имя файла
info.Size() возвращает размер в байтах
info.Mode() показывает права доступа
info.ModTime() возвращает время последнего изменения
filepath.Abs получает абсолютный путь к файлу

Ожидаемый вывод:

Имя файла: example.txt
Размер: 1024 байт
Права доступа: -rw-r--r--
Время изменения: 2023-01-01 12:00:00 +0000 UTC
Это директория: false
Абсолютный путь: /home/user/projects/example.txt

Практические задания

Задание 1: Анализатор логов

Создайте программу, которая:

Читает лог-файл построчно
Находит строки, содержащие ошибки
Сохраняет найденные ошибки в отдельный файл
Выводит статистику по ошибкам

Ожидаемый результат:

Отфильтрованные ошибки в отдельном файле
Статистика по типам ошибок
Временные метки ошибок

Задание 2: Менеджер резервных копий

Разработайте программу для:

Создания резервных копий указанных файлов
Хранения нескольких версий файлов
Восстановления файлов из резервной копии
Ведения лога операций

Ожидаемый результат:

Резервные копии файлов
История изменений
Возможность восстановления
Лог операций

Задание 3: Система мониторинга

Создайте систему для:

Мониторинга изменений в директории
Отслеживания новых файлов
Проверки размера файлов
Генерации отчётов

Ожидаемый результат:

Отслеживание изменений
Предупреждения о больших файлах
Ежедневные отчёты
История изменений

Что дальше?

В следующем уроке мы:

Изучим работу с сетью
Познакомимся с HTTP-клиентами и серверами
Узнаем о протоколах передачи данных
Начнём создавать сетевые приложения

🎯 Цель урока: К концу этого урока вы должны уметь:

Читать и записывать файлы

Работать с директориями

Использовать буферизацию

Обрабатывать ошибки при работе с файлами

Курс по Golang