一、文件操作（File I/O）

1. 基础文件操作

文件打开模式（常用组合）：

os.O_RDONLY  // 只读
os.O_WRONLY  // 只写
os.O_CREATE  // 不存在则创建
os.O_APPEND  // 追加模式
os.O_TRUNC   // 打开时清空文件
os.O_EXCL    // 与O_CREATE配合，文件必须不存在

示例代码：

// 创建并写入文件
file, err := os.Create("data.txt")
if err != nil {
    panic(err)
}
defer file.Close()
file.WriteString("Hello, OS Package!\n")

// 读取文件内容
content, err := os.ReadFile("data.txt")  // 快捷方法（Go 1.16+）
if err == nil {
    fmt.Println(string(content))  // "Hello, OS Package!"
}

二、目录操作（Directory）

1. 目录管理方法

示例代码：

// 递归创建目录
if err := os.MkdirAll("project/logs/2023", 0755); err != nil {
    log.Fatal(err)
}

// 遍历目录
entries, _ := os.ReadDir("project")
for _, entry := range entries {
    fmt.Println(entry.Name(), entry.IsDir())
}

// 删除整个目录树
os.RemoveAll("project")

三、环境变量管理（Environment Variables）

1. 核心方法

示例代码：

// 设置并获取环境变量
os.Setenv("API_KEY", "secret123")
key := os.Getenv("API_KEY")

// 安全获取变量
if dbURL, ok := os.LookupEnv("DB_URL"); ok {
    fmt.Println("Database URL:", dbURL)
} else {
    fmt.Println("DB_URL not set")
}

// 打印所有环境变量
for _, env := range os.Environ() {
    fmt.Println(env)
}

四、进阶技巧与性能优化

1. 高效文件读写

• 分块读取大文件（避免内存溢出）：

file, _ := os.Open("large.log")
defer file.Close()
buffer := make([]byte, 4096)  // 4KB缓冲区
for {
    n, err := file.Read(buffer)
    if err == io.EOF {
        break
    }
    process(buffer[:n])
}

• 缓冲写入（提升I/O性能）：

file, _ := os.Create("output.log")
writer := bufio.NewWriter(file)
defer func() {
    writer.Flush()  // 确保缓冲区数据写入磁盘
    file.Close()
}()
writer.WriteString("Buffered write\n")

2. 文件信息与权限

// 获取文件元数据
info, _ := os.Stat("data.txt")
fmt.Println("Size:", info.Size(), "ModTime:", info.ModTime())

// 修改文件权限
os.Chmod("script.sh", 0755)  // rwxr-xr-x
os.Chown("data.txt", 1000, 1000)  // 设置UID/GID（需权限）

五、常见错误与最佳实践

1. 典型陷阱

• 资源泄漏：忘记调用file.Close()或未使用defer

// 错误：未关闭文件
file, _ := os.Open("data.txt")
// 正确：使用defer
file, _ := os.Open("data.txt")
defer file.Close()

• 路径分隔符硬编码：

// 错误（Windows不兼容）
path := "data\\file.txt"
// 正确：使用filepath包
path := filepath.Join("data", "file.txt")

2. 安全实践

• 检查文件是否存在：

if _, err := os.Stat("config.yaml"); errors.Is(err, os.ErrNotExist) {
    // 文件不存在时的处理
}

• 原子写入（避免写入过程中崩溃导致数据损坏）：

tmpFile := "data.tmp"
finalFile := "data.txt"
os.WriteFile(tmpFile, data, 0644)
os.Rename(tmpFile, finalFile)  // 原子操作

六、实战示例：配置文件加载器

package main

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

func LoadConfig() {
    // 优先从环境变量获取配置路径
    configPath := os.Getenv("CONFIG_PATH")
    if configPath == "" {
        configPath = filepath.Join("etc", "app", "config.yaml")
    }

    // 检查文件是否存在
    if _, err := os.Stat(configPath); err != nil {
        panic("Config file not found: " + configPath)
    }

    // 读取配置内容
    data, err := os.ReadFile(configPath)
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    fmt.Printf("Loaded config: \n%s\n", data)
}

func main() {
    os.Setenv("CONFIG_PATH", "custom_config.yaml")
    LoadConfig()
}

七、跨平台注意事项

1. 路径处理：始终使用filepath.Join()代替手动拼接/或\
2. 行尾符：\n在Windows中会自动转换为\r\n
3. 权限位：Windows忽略部分Unix权限标志（如可执行位）

通过掌握 os 包的核心功能，可实现对系统资源的精细控制。建议结合具体场景练习：

1. 实现日志轮转工具（按日期分割文件）
2. 开发CLI工具处理目录批量重命名
3. 编写配置管理模块（环境变量+文件优先级）