Go标准库深度探索

Go语言的标准库是其强大生产力的重要来源，本文将带领你深入探索最常用、最实用的标准库组件，掌握它们的高级用法。

一、net/http包详解

1. 高性能HTTP服务

func advancedHTTPServer() {
    // 创建自定义路由器
    mux := http.NewServeMux()

    // 全局中间件
    loggingMiddleware := func(next http.Handler) http.Handler {
        return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
            start := time.Now()
            next.ServeHTTP(w, r)
            fmt.Printf("%s %s %v\n", r.Method, r.URL.Path, time.Since(start))
        })
    }

    // 注册路由
    mux.Handle("/api/v1/",
        loggingMiddleware(
            http.StripPrefix("/api/v1", apiV1Router())))

    // 静态文件服务
    fs := http.FileServer(http.Dir("static"))
    mux.Handle("/static/", http.StripPrefix("/static/", fs))

    // 启动服务器
    srv := &http.Server{
        Addr:         ":8080",
        Handler:      mux,
        ReadTimeout:  5 * time.Second,
        WriteTimeout: 10 * time.Second,
        IdleTimeout:  120 * time.Second,
    }

    log.Fatal(srv.ListenAndServe())
}

func apiV1Router() *http.ServeMux {
    router := http.NewServeMux()
    router.HandleFunc("/users", usersHandler)
    router.HandleFunc("/products", productsHandler)
    return router
}

2. HTTP客户端高级用法

func advancedHTTPClient() {
    client := &http.Client{
        Timeout: 30 * time.Second,
        Transport: &http.Transport{
            MaxIdleConns:        100,
            MaxIdleConnsPerHost: 10,
            IdleConnTimeout:     90 * time.Second,
            TLSClientConfig:     &tls.Config{InsecureSkipVerify: true},
        },
    }

    req, _ := http.NewRequest("GET", "https://api.example.com/data", nil)
    req.Header.Add("Authorization", "Bearer token123")

    resp, err := client.Do(req)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer resp.Body.Close()

    var result map[string]interface{}
    json.NewDecoder(resp.Body).Decode(&result)
    fmt.Println(result)
}

二、encoding全系解析

1. JSON高级处理

type User struct {
    Name    string `json:"name" validate:"required"`
    Age     int    `json:"age" validate:"gte=0,lte=130"`
    Email   string `json:"email" validate:"required,email"`
    Created time.Time `json:"created"`
}

// 自定义JSON编解码
func jsonAdvanced() {
    // 自定义时间格式
    user := User{
        Name:    "Alice",
        Age:     25,
        Email:   "alice@example.com",
        Created: time.Now(),
    }

    // 自定义JSON编码
    buf := new(bytes.Buffer)
    enc := json.NewEncoder(buf)
    enc.SetEscapeHTML(false)
    enc.SetIndent("", "  ")
    if err := enc.Encode(user); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    fmt.Println("JSON 编码结果:\n", buf.String())

    // 自定义JSON解码
    var decoded User
    dec := json.NewDecoder(strings.NewReader(`{"name":"Bob","age":30}`))
    dec.DisallowUnknownFields()
    if err := dec.Decode(&decoded); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    fmt.Println("解码结果:", decoded)
}

2. Protocol Buffers集成

// person.proto
syntax = "proto3";

package main;

message Person {
    string name = 1;
    int32 age = 2;
    repeated string emails = 3;
}

// go代码中使用
func protobufExample() {
    p := &pb.Person{
        Name:  "Charlie",
        Age:   28,
        Emails: []string{"charlie@example.com", "c@work.com"},
    }

    // 序列化
    data, err := proto.Marshal(p)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 反序列化
    var newP pb.Person
    if err := proto.Unmarshal(data, &newP); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    fmt.Printf("反序列化结果: %v\n", &newP)
}

三、os/io实战技巧

1. 文件系统高级操作

func fileSystemOps() {
    // 原子重命名文件
    if err := os.Rename("old.txt", "new.txt"); err != nil {
        log.Println("重命名失败:", err)
    }

    // 递归创建目录
    if err := os.MkdirAll("path/to/dir", 0755); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 递归拷贝目录
    copyDir := func(src, dst string) error {
        return filepath.Walk(src, func(path string, info os.FileInfo, err error) error {
            if err != nil {
                return err
            }

            relPath, _ := filepath.Rel(src, path)
            destPath := filepath.Join(dst, relPath)

            if info.IsDir() {
                return os.MkdirAll(destPath, info.Mode())
            }

            return copyFile(path, destPath)
        })
    }
}

2. 高效IO操作

func efficientIO() {
    // 使用buffer池
    var bufPool = sync.Pool{
        New: func() interface{} {
            return bytes.NewBuffer(make([]byte, 0, 4096))
        },
    }

    buf := bufPool.Get().(*bytes.Buffer)
    defer bufPool.Put(buf)
    buf.Reset()

    // 高效文件拷贝
    copyFile := func(dst, src string) error {
        in, err := os.Open(src)
        if err != nil {
            return err
        }
        defer in.Close()

        out, err := os.Create(dst)
        if err != nil {
            return err
        }
        defer out.Close()

        _, err = io.CopyBuffer(out, in, make([]byte, 32*1024))
        return err
    }
}

四、time高级用法

1. 时区处理

func timeZoneHandling() {
    // 加载时区
    loc, err := time.LoadLocation("Asia/Shanghai")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 解析带时区的时间
    t, err := time.ParseInLocation("2006-01-02 15:04:05", "2023-08-01 12:00:00", loc)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    fmt.Println("解析时间:", t)

    // 格式化为UTC时间
    fmt.Println("UTC时间:", t.UTC().Format(time.RFC3339))
}

2. 定时器与Ticker高级控制

func timerTicker() {
    // 可重置的定时器
    timer := time.NewTimer(2 * time.Second)
    defer timer.Stop()

    go func() {
        <-timer.C
        fmt.Println("定时器触发")
    }()

    // 判断是否已触发
    if !timer.Stop() {
        <-timer.C
    }

    // 调整定时器
    timer.Reset(1 * time.Second)

    // 带退出的Ticker
    ticker := time.NewTicker(500 * time.Millisecond)
    defer ticker.Stop()

    done := make(chan bool)
    go func() {
        time.Sleep(5 * time.Second)
        done <- true
    }()

    for {
        select {
        case <-done:
            fmt.Println("停止Ticker")
            return
        case t := <-ticker.C:
            fmt.Println("Tick at", t)
        }
    }
}

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