Golang os模块功能详解与示例

os 是 Go 语言标准库中与操作系统交互的核心模块，提供了丰富的功能来操作文件系统、进程、环境变量等。下面我将详细介绍 os 模块的主要功能，并提供相应的代码示例。

1. 文件与目录操作

1.1 文件操作

创建文件

package mainimport ("fmt""os"
)func main() {file, err := os.Create("test.txt")if err != nil {fmt.Println("Error creating file:", err)return}defer file.Close()fmt.Println("File created successfully")
}

打开文件

func main() {// 只读方式打开file, err := os.Open("test.txt")if err != nil {fmt.Println("Error opening file:", err)return}defer file.Close()// 读写方式打开file, err = os.OpenFile("test.txt", os.O_RDWR|os.O_CREATE, 0644)if err != nil {fmt.Println("Error opening file:", err)return}defer file.Close()
}

文件信息

func main() {fileInfo, err := os.Stat("test.txt")if err != nil {fmt.Println("Error getting file info:", err)return}fmt.Println("File name:", fileInfo.Name())fmt.Println("Size:", fileInfo.Size(), "bytes")fmt.Println("Permissions:", fileInfo.Mode())fmt.Println("Last modified:", fileInfo.ModTime())fmt.Println("Is directory:", fileInfo.IsDir())
}

读写文件

func main() {// 写入文件err := os.WriteFile("test.txt", []byte("Hello, Go!"), 0644)if err != nil {fmt.Println("Error writing file:", err)return}// 读取文件data, err := os.ReadFile("test.txt")if err != nil {fmt.Println("Error reading file:", err)return}fmt.Println("File content:", string(data))
}

删除文件

func main() {err := os.Remove("test.txt")if err != nil {fmt.Println("Error removing file:", err)return}fmt.Println("File removed successfully")
}

1.2 目录操作

创建目录

func main() {// 创建单个目录err := os.Mkdir("mydir", 0755)if err != nil {fmt.Println("Error creating directory:", err)return}// 创建多级目录err = os.MkdirAll("parent/child/grandchild", 0755)if err != nil {fmt.Println("Error creating directories:", err)return}
}

读取目录

func main() {entries, err := os.ReadDir(".")if err != nil {fmt.Println("Error reading directory:", err)return}fmt.Println("Directory contents:")for _, entry := range entries {fmt.Println(entry.Name())}
}

删除目录

func main() {// 删除空目录err := os.Remove("mydir")if err != nil {fmt.Println("Error removing directory:", err)}// 递归删除目录及其内容err = os.RemoveAll("parent")if err != nil {fmt.Println("Error removing directories:", err)}
}

2. 环境变量操作

获取环境变量

func main() {// 获取单个环境变量path := os.Getenv("PATH")fmt.Println("PATH:", path)// 获取所有环境变量envs := os.Environ()for _, env := range envs {fmt.Println(env)}
}

设置环境变量

func main() {// 设置环境变量err := os.Setenv("MY_VAR", "my_value")if err != nil {fmt.Println("Error setting environment variable:", err)return}// 验证设置value := os.Getenv("MY_VAR")fmt.Println("MY_VAR:", value)// 取消设置err = os.Unsetenv("MY_VAR")if err != nil {fmt.Println("Error unsetting environment variable:", err)}
}

3. 进程操作

获取进程信息

func main() {// 当前进程IDpid := os.Getpid()fmt.Println("Process ID:", pid)// 父进程IDppid := os.Getppid()fmt.Println("Parent Process ID:", ppid)// 当前工作目录wd, err := os.Getwd()if err != nil {fmt.Println("Error getting working directory:", err)return}fmt.Println("Working Directory:", wd)// 用户信息fmt.Println("User ID:", os.Getuid())fmt.Println("Group ID:", os.Getgid())fmt.Println("Effective User ID:", os.Geteuid())fmt.Println("Effective Group ID:", os.Getegid())
}

修改工作目录

func main() {// 获取当前目录wd, _ := os.Getwd()fmt.Println("Current directory:", wd)// 修改工作目录err := os.Chdir("/tmp")if err != nil {fmt.Println("Error changing directory:", err)return}// 验证修改newWd, _ := os.Getwd()fmt.Println("New directory:", newWd)// 恢复原目录os.Chdir(wd)
}

退出进程

func main() {defer fmt.Println("This will not be printed")// 立即退出进程，不执行deferos.Exit(1)fmt.Println("This will not be printed either")
}

4. 文件权限与所有权

修改文件权限

func main() {// 创建测试文件os.WriteFile("permission.txt", []byte("test"), 0644)// 修改权限为只读err := os.Chmod("permission.txt", 0444)if err != nil {fmt.Println("Error changing permissions:", err)return}// 验证修改info, _ := os.Stat("permission.txt")fmt.Println("New permissions:", info.Mode())
}

修改文件所有者

func main() {// 创建测试文件os.WriteFile("owner.txt", []byte("test"), 0644)// 修改文件所有者// 注意: 通常需要root权限才能修改所有者err := os.Chown("owner.txt", 1000, 1000) // UID和GIDif err != nil {fmt.Println("Error changing owner:", err)}
}

5. 高级文件操作

文件链接

func main() {// 创建源文件os.WriteFile("source.txt", []byte("original content"), 0644)// 创建硬链接err := os.Link("source.txt", "hardlink.txt")if err != nil {fmt.Println("Error creating hard link:", err)}// 创建符号链接err = os.Symlink("source.txt", "symlink.txt")if err != nil {fmt.Println("Error creating symlink:", err)}// 读取符号链接指向的目标target, err := os.Readlink("symlink.txt")if err != nil {fmt.Println("Error reading symlink:", err)} else {fmt.Println("Symlink points to:", target)}
}

文件截断

func main() {// 创建测试文件os.WriteFile("truncate.txt", []byte("This is a long content"), 0644)// 截断文件为10字节err := os.Truncate("truncate.txt", 10)if err != nil {fmt.Println("Error truncating file:", err)return}// 验证结果data, _ := os.ReadFile("truncate.txt")fmt.Println("Truncated content:", string(data)) // 输出: "This is a"
}

6. 临时文件与目录

创建临时文件

func main() {// 在默认临时目录创建临时文件tempFile, err := os.CreateTemp("", "example.*.txt")if err != nil {fmt.Println("Error creating temp file:", err)return}defer os.Remove(tempFile.Name()) // 清理fmt.Println("Temp file name:", tempFile.Name())// 写入内容_, err = tempFile.Write([]byte("temporary content"))if err != nil {fmt.Println("Error writing to temp file:", err)}// 重置文件指针到开头tempFile.Seek(0, 0)// 读取内容content, _ := io.ReadAll(tempFile)fmt.Println("Temp file content:", string(content))
}

创建临时目录

func main() {// 在默认临时目录创建临时目录tempDir, err := os.MkdirTemp("", "example")if err != nil {fmt.Println("Error creating temp dir:", err)return}defer os.RemoveAll(tempDir) // 清理fmt.Println("Temp dir:", tempDir)// 在临时目录中创建文件tempFile := filepath.Join(tempDir, "test.txt")err = os.WriteFile(tempFile, []byte("test"), 0644)if err != nil {fmt.Println("Error creating file in temp dir:", err)}
}

7. 标准输入/输出/错误

func main() {// 标准输入、输出、错误fmt.Println("Standard Output")fmt.Fprintln(os.Stdout, "Also standard output")fmt.Fprintln(os.Stderr, "Standard Error")// 从标准输入读取fmt.Print("Enter text: ")scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)if scanner.Scan() {fmt.Println("You entered:", scanner.Text())}
}

8. 文件路径操作

虽然 path/filepath 包专门处理路径，但 os 也提供了一些基本功能：

获取可执行文件路径

func main() {// 获取当前可执行文件路径exePath, err := os.Executable()if err != nil {fmt.Println("Error getting executable path:", err)return}fmt.Println("Executable path:", exePath)
}

路径分隔符

func main() {fmt.Println("Path separator:", string(os.PathSeparator))   // 通常 "/" 或 "\"fmt.Println("Path list separator:", string(os.PathListSeparator)) // 通常 ":" 或 ";"
}

9. 信号处理

func main() {// 创建信号通道sigChan := make(chan os.Signal, 1)// 注册要接收的信号signal.Notify(sigChan, os.Interrupt, syscall.SIGTERM)fmt.Println("Waiting for signal... Press Ctrl+C to interrupt")// 阻塞等待信号sig := <-sigChanfmt.Printf("Received signal: %v\n", sig)// 执行清理工作...fmt.Println("Cleaning up...")
}

10. 用户与组查询

func main() {// 当前用户currentUser, err := user.Current()if err != nil {fmt.Println("Error getting current user:", err)return}fmt.Printf("Current user: %+v\n", currentUser)// 根据用户名查询用户userInfo, err := user.Lookup("root")if err != nil {fmt.Println("Error looking up user:", err)} else {fmt.Printf("Root user info: %+v\n", userInfo)}// 根据组ID查询组groupInfo, err := user.LookupGroupId(currentUser.Gid)if err != nil {fmt.Println("Error looking up group:", err)} else {fmt.Printf("Group info: %+v\n", groupInfo)}
}

总结

os 模块提供了与操作系统交互的丰富功能，包括：

1. 文件系统操作：创建、读写、删除文件和目录
2. 环境变量管理：获取、设置和取消设置环境变量
3. 进程控制：获取进程信息、修改工作目录、退出进程
4. 权限管理：修改文件权限和所有权
5. 高级文件操作：链接、截断、临时文件
6. 标准I/O：访问标准输入、输出和错误
7. 信号处理：捕获和处理系统信号
8. 用户/组查询：获取用户和组信息

这些功能使得 Go 程序能够与操作系统进行深度交互，实现各种系统级操作。在实际开发中，应结合 io、path/filepath 等相关包一起使用，以构建更强大的功能。