go语言eof错误指的是什么

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在go语言中，eof是指文件结尾错误，是Go语言中最重要的错误变量，存在于io包中，用于表示输入流的结尾。因为每个文件都有一个结尾，所以“io.EOF”很多时候并不能算是一个错误，它更重要的是表示一个输入流结束了。

golang 文件结尾错误（EOF）

函数经常会返回多种错误，这对终端用户来说可能会很有趣，但对程序而言，这使得情况变得复杂。很多时候，程序必须根据错误类型，作出不同的响应。让我们考虑这样一个例子：

从文件中读取n个字节。如果n等于文件的长度，读取过程的任何错误都表示失败。如果n小于文件的长度，调用者会重复的读取固定大小的数据直到文件结束。这会导致调用者必须分别处理由文件结束引起的各种错误。

基于这样的原因，io包保证任何由文件结束引起的读取失败都返回同一个错误——io.EOF，该错误在io包中定义：

package io
import "errors"
// EOF is the error returned by Read when no more input is available.
var EOF = errors.New("EOF")

认识io.EOF

io.EOF是io包中的变量, 表示文件结束的错误:

package io23var EOF = errors.New("EOF")

也通过以下命令查看详细文档:

$ go doc io.EOF
var EOF = errors.New("EOF")
EOF is the error returned by Read when no more input is available. Functions
should return EOF only to signal a graceful end of input. If the EOF occurs
unexpectedly in a structured data stream, the appropriate error is either
ErrUnexpectedEOF or some other error giving more detail.
$

io.EOF大约可以算是Go语言中最重要的错误变量了, 它用于表示输入流的结尾. 因为每个文件都有一个结尾, 所以io.EOF很多时候并不能算是一个错误, 它更重要的是表示一个输入流结束了。

io.EOF设计的缺陷

可惜标准库中的io.EOF的设计是有问题的. 首先EOF是End-Of-File的缩写, 根据Go语言的习惯大写字母缩写一般表示常量. 可惜io.EOF被错误地定义成了变量, 这导致了API权限的扩散. 而最小化API权限是任何一个模块或函数设计的最高要求. 通过最小化的权限, 可以尽早发现代码中不必要的错误.

比如Go语言一个重要的安全设计就是禁止隐式的类型转换. 因此这个设计我们就可以很容易发现程序的BUG. 此外Go语言禁止定义没有被使用到的局部变量(函数参数除外, 因此函数参数是函数接口的一个部分)和禁止导入没有用到的包都是最小化权限的最佳实践. 这些最小API权限的设计不仅仅改进了程序的质量, 也提高了编译工具的性能和输出的目标文件.

因为EOF被定义成一个变量, 这导致了该变量可能会被恶意改变. 下面的代码就是一种优雅的埋坑方式:

func init() {2    io.EOF = nil3}

这虽然是一个段子, 但是却真实地暴漏了EOF接口的设计缺陷: 它存在严重的安全隐患. 变量的类型似乎也在暗示用户可以放心地修改变量的值. 因此说EOF是一个不安全也不优雅的设计.

io.EOF改为常量

一个显然的改进思路是将io.EOF定义为常量. 但是因为EOF对应一个表示error接口类型, 而Go语言目前的常量语法并不支持定义常量类型的接口. 但是我们可以通过一些技巧绕过这个限制.

Go语言的常量有bool/int/float/string/nil这几种主要类型. 常量不仅仅不包含接口等复杂类型, 甚至连常量的数组或结构体都不支持! 不过常量有一个重要的扩展规则: 以bool/int/float/string/nil为基础类型定义的新类型也支持常量.

比如, 我们重新定义一个字符串类型, 它也可以支持常量的:

type MyString string2const name MyString = "chai2010"

这个例子中MyString是一个新定义的类型, 可以定义这种类型的常量, 因为它的底层的string类型是支持常量的.

那么io.EOF的底层类型是什么呢? EOF是通过errors.New("EOF")定义的, 下面是这个函数的实现:

package errors 
// New returns an error that formats as the given text. 
func New(text string) error {
    return &errorString{text} 
} 

// errorString is a trivial implementation of error. 
type errorString struct {
    s string
}

func (e *errorString) Error() string {
    return e.s
}

因此io.EOF底层的类型是errors.errorString结构体. 而结构体类型是不支持定义常量的. 不过errors.errorString结构体中只有一个字符串类型, io.EOF对应的错误字符串正是"EOF".

我们可以为EOF重新实现一个以字符串为底层类型的新错误类型:

package io

type errorString string

func (e errorString) Error() string {
    return string(e)
}

这个新的io.errorString实现了两个特性: 首先是满足了error接口; 其次它是基于string类型重新定义, 因此支持定义常量. 因此我们可以基于errorString重新将io.EOF定义为常量:

const EOF = errorString("EOF")

这样EOF就变成了编译时可以确定的常量类型, 常量的值依然是“EOF”字符串. 但是也带来了新的问题: EOF已经不再是一个接口类型, 它会破坏旧代码的兼容性吗?

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