Go的bytes.Buffer

一、bytes.Buffer 的基础知识

与strings.Builder一样，bytes.Buffer也是开箱即用的。

bytes.Buffer类型的用途主要是作为字节序列的缓冲区。

在内部，bytes.Buffer类型使用字节切片作为内容容器，并有一个int类型的字段作为已读计数，这个已读计数无法通过bytes.Buffer提供的方法计算出来。

	var buffer1 bytes.Buffer
	contents := "Simple byte buffer for marshaling data"
  // Write contents "Simple byte buffer for marshaling data"
	fmt.Printf("Write contents %q\n", contents)
	buffer1.WriteString(contents)
  // The length of buffer: 38
	fmt.Printf("The length of buffer: %d\n", buffer1.Len())
  // The capacity of buffer: 64
	fmt.Printf("The capacity of buffer: %d\n", buffer1.Cap())

与strings.Reader类型的Len方法一样，buffer1的Len方法返回的也是内容容器中未被读取部分的长度，而不是其中已存内容的总长度。

Buffer 值的长度是未读内容的长度，而不是已读内容的长度。

	p1 := make([]byte, 7)
	n, _ := buffer1.Read(p1)
	// 7 bytes were read. (call Read)
	fmt.Printf("%d bytes were read. (call Read)\n", n)
	// The length of buffer: 31
	fmt.Printf("The length of buffer: %d\n", buffer1.Len())
	// The capacity of buffer: 64
	fmt.Printf("The capacity of buffer: %d\n", buffer1.Cap())

Buffer值的容量是它的内容容器（也就是那个字节切片）的容量，它只与当前值之上的写操作有关，并随着内容的写入而不断增长。

二、bytes.Buffer类型的值，已读计数的作用

• 读取内容时，相应方法会依据已读计数找到未读内容，并在读取之后更新计数；

  相应方法包括所有名称以Read开头的方法，以及Next方法和WriteTo方法。

• 写入内容时，如需扩容，相应方法会根据已读计数实现扩容策略；

  写入时，如果没有足够的容量，就会对容器进行扩容。

  扩容时，方法会在必要时，依据已读计数找到未读部分，并把其中的内容拷贝到扩展容器的头部位置。然后，方法会把已读计数值置为0。

  相应方法包括所有名称以Write开头的方法，以及ReadFrom方法。

• 截断内容时，相应方法截断的时已读计数代表索引之后的未读部分；

  截断方法Truncate，接受一个int类型的参数，表示在截断时需要保留头部多少个字节。

  这里的头部是未读部分的头部，而不是内容容器的头部。

  这种情况下，已读计数的值再加上参数值后得到的和，就是内容容器新的总长度。

• 读回退时，相应方法会使用已读计数记录回退点；

  用于读回退的方法有UnreadByte和UnreadRune。这两个方法分别用于回退一个字节和回退一个Unicode字符。

  回退的前提是，在调用它们之前的那一个操作必须是“读取”，并且是成功的读取，否则这些方法就只会忽略后续操作并返回一个非nil的错误值。

  只有紧挨在调用ReadRune 方法之后，对UnreadRune方法对调用才能够成功完成。

• 重置内容时，相应方法会把已读计数置为0；

• 导出内容时，相应方法只会导出已读计数代表的索引之后的未读部分；

  Buffer值的Bytes和String方法，只会访问未读部分的内容，并返回相应的结果值。

• 获取长度时，相应方法会依据已读计数和内容容器的长度，计算未读部分的长度并返回；

  Buffer值的Len方法返回的是内容容器未读部分的长度。

三、bytes.Buffer的扩容策略

bytes.Buffer既可以手动扩容，也可以自动扩容。除非完全确定后续内容所需的字节数，否则让Buffer自动扩容就好了。这两种方式的扩容策略一样。

扩容策略：

1. 判断内容容器的剩余容量，是否满足调用方的要求，是否足够容纳新的内容；

2. 如果剩余容量满足容纳新的内容，就在当前的内容容器之上，进行长度扩容；

   buf = buf[:length+need]
   

3. 如果剩余容量不满足容纳新的内容，就会用新的内容容器去替代原有的内容容器，从而实现扩容；

4. 这里有一个优化，如果当前内容容器的容量的一半，仍然大于或等于现有长度（即未读字节数）再加上另需字节数的和，即：

cap(buf)/2 >= len(buf) + need

那么扩容代码就会复用现有的内容容器，并把容器中的未读内容拷贝到它的头部位置。

这意味着，其中的已读内容，将会全部被未读内容和之后的新内容覆盖掉。

5. 如果当前内容容器的容量小于新长度的二倍。这时，就会把原有容器中的未读内容拷贝进去，最后再用新的容器替换掉原有的容器。这个新容器将会等于原有容量的二倍，再加上另需字节数的和。

   新容器的容量 = 原有容量 * 2 + 所需字节数
   

6. 扩容还会把已读计数置为0。

7. 对于处于零值状态的Buffer值来说，如果第一次扩容时另需的字节数小于等于64，那么该值就会基于一个预先定义好的、长度为64的字节数组来创建内容容器。

   这种情况下，容器的容量就是64。这样做的目的是为了让Buffer值在刚被真正使用的时候，可以快速的做好准备。

四、bytes.Buffer的哪些方法会造成内容的泄露

这里的内容泄露是指，使用Buffer值的一方通过某种非标准的方式，得到本不该得到的内容。

在bytes.Buffer中，Bytes方法和Next方法都有可能会造成内容的泄露。原因在于，它们都把基于内容容器的切片直接返回给了方法的调用方。

通过切片，我们可以直接访问和操纵它们的底层数组，不论这个切片是基于某个数组得来的，还是痛哦过对另一个切片做切片操作获得的，都是如此。

bytes.Buffer的Bytes方法和Next方法返回的字节切片，都是通过对内容容器的切片做切片操作得到的。

	contents := "ab"
	buffer1 := bytes.NewBufferString(contents)
	// The capacity of new buffer with contents "ab": 8
	// 容量为何为8，看 runtime/string.go#stringtoslicebyte()
	fmt.Printf("The capacity of new buffer with contents %q: %d\n", contents, buffer1.Cap())
	unreadBytes := buffer1.Bytes()
	// The unread bytes of the buffer: [97 98]
	fmt.Printf("The unread bytes of the buffer: %v\n", unreadBytes)
	buffer1.WriteString("cdefg")
	// The capacity of new buffer with contents "ab": 8
	fmt.Printf("The capacity of new buffer with contents %q: %d\n", contents, buffer1.Cap())
	unreadBytes = unreadBytes[:cap(unreadBytes)]
	// 基于前面的内容获取到结果值
	// The unread bytes of the buffer: [97 98 99 100 101 102 103 0]
	fmt.Printf("The unread bytes of the buffer: %v\n", unreadBytes)
	// 操纵buffer
	unreadBytes[len(unreadBytes)-2] = byte('X')
	// The unread bytes of the buffer: [97 98 99 100 101 102 88 0]
	fmt.Printf("The unread bytes of the buffer: %v\n", unreadBytes)