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參考：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017606916795776

什么是IO

IO在計算機(jī)中指Input/Output，也就是輸入和輸出。由于程序和運(yùn)行時數(shù)據(jù)是在內(nèi)存中駐留，由CPU這個超快的計算核心來執(zhí)行，涉及到數(shù)據(jù)交換的地方，通常是磁盤、網(wǎng)絡(luò)等，就需要IO接口。

程序完成IO操作會有Input和Output兩個數(shù)據(jù)流。當(dāng)然也有只用一個的情況，比如，從磁盤讀取文件到內(nèi)存，就只有Input操作，反過來，把數(shù)據(jù)寫到磁盤文件里，就只是一個Output操作。

IO編程中，Stream（流）是一個很重要的概念，可以把流想象成一個水管，數(shù)據(jù)就是水管里的水，但是只能單向流動。Input Stream就是數(shù)據(jù)從外面（磁盤、網(wǎng)絡(luò)）流進(jìn)內(nèi)存，Output Stream就是數(shù)據(jù)從內(nèi)存流到外面去。對于瀏覽網(wǎng)頁來說，瀏覽器和新浪服務(wù)器之間至少需要建立兩根水管，才可以既能發(fā)數(shù)據(jù)，又能收數(shù)據(jù)。

什么是同步IO

在IO編程中，存在速度嚴(yán)重不匹配的問題。

舉個例子來說，比如要把100M的數(shù)據(jù)寫入磁盤，CPU輸出100M的數(shù)據(jù)只需要0.01秒，可是磁盤要接收這100M數(shù)據(jù)可能需要10秒，怎么辦呢？有兩種辦法：

第一種是CPU等著，也就是程序暫停執(zhí)行后續(xù)代碼，等100M的數(shù)據(jù)在10秒后寫入磁盤，再接著往下執(zhí)行，這種模式稱為同步IO；

另一種方法是CPU不等待，只是告訴磁盤，“您老慢慢寫，不著急，我接著干別的事去了”，于是，后續(xù)代碼可以立刻接著執(zhí)行，這種模式稱為異步IO。

同步和異步的區(qū)別就在于是否等待IO執(zhí)行的結(jié)果。好比你去麥當(dāng)勞點餐，你說“來個漢堡”，服務(wù)員告訴你，對不起，漢堡要現(xiàn)做，需要等5分鐘，于是你站在收銀臺前面等了5分鐘，拿到漢堡再去逛商場，這是同步IO。

你說“來個漢堡”，服務(wù)員告訴你，漢堡需要等5分鐘，你可以先去逛商場，等做好了，我們再通知你，這樣你可以立刻去干別的事情（逛商場），這是異步IO。

很明顯，使用異步IO來編寫程序性能會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同步IO，但是異步IO的缺點是編程模型復(fù)雜。想想看，你得知道什么時候通知你“漢堡做好了”，而通知你的方法也各不相同。如果是服務(wù)員跑過來找到你，這是回調(diào)模式，如果服務(wù)員發(fā)短信通知你，你就得不停地檢查手機(jī)，這是輪詢模式?？傊?，異步IO的復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同步IO。

讀寫文件是最常見的IO操作。Python內(nèi)置了讀寫文件的函數(shù)。

open() 方法

Python open() 方法用于打開一個文件，并返回文件對象，在對文件進(jìn)行處理過程都需要使用到這個函數(shù)，如果該文件無法被打開，會拋出 IOError。

注意：使用 open() 方法一定要保證關(guān)閉文件對象，即調(diào)用 close() 方法。

open() 函數(shù)常用形式是接收兩個參數(shù)：文件名(file)和模式(mode)。

open(file,mode='r')

完整的語法格式為：

open(file,mode='r',buffering=-1,encoding=None,errors=None,newline=None,closefd=True,opener=None)

參數(shù)說明:

????file: 必需，文件路徑（相對或者絕對路徑）。

????mode: 可選，文件打開模式

????buffering: 設(shè)置緩沖

????encoding: 一般使用utf8

????errors: 報錯級別

????newline: 區(qū)分換行符

????closefd: 傳入的file參數(shù)類型

????opener:自定義開啟器

????mode 參數(shù)有：

t? ? ?文本模式 (默認(rèn))。

x? ? ?寫模式，新建一個文件，如果該文件已存在則會報錯。

b? ? ?二進(jìn)制模式。

+? ? ?打開一個文件進(jìn)行更新(可讀可寫)。

U? ? ?通用換行模式（不推薦）。

r? ? ? 以只讀方式打開文件。文件的指針將會放在文件的開頭。這是默認(rèn)模式。

rb? ? 以二進(jìn)制格式打開一個文件用于只讀。文件指針將會放在文件的開頭。這是默認(rèn)模式。一般用于非文本文件如圖片等。

r+? ? 打開一個文件用于讀寫。文件指針將會放在文件的開頭。

rb+? 以二進(jìn)制格式打開一個文件用于讀寫。文件指針將會放在文件的開頭。一般用于非文本文件如圖片等。

w? ? ?打開一個文件只用于寫入。如果該文件已存在則打開文件，并從開頭開始編輯，即原有內(nèi)容會被刪除。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件。

wb? ? 以二進(jìn)制格式打開一個文件只用于寫入。如果該文件已存在則打開文件，并從開頭開始編輯，即原有內(nèi)容會被刪除。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件。一般用于非文本文件如圖片等。

w+? ? 打開一個文件用于讀寫。如果該文件已存在則打開文件，并從開頭開始編輯，即原有內(nèi)容會被刪除。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件。

wb+? ?以二進(jìn)制格式打開一個文件用于讀寫。如果該文件已存在則打開文件，并從開頭開始編輯，即原有內(nèi)容會被刪除。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件。一般用于非文本文件如圖片等。

a? ? ?打開一個文件用于追加。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結(jié)尾。也就是說，新的內(nèi)容將會被寫入到已有內(nèi)容之后。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件進(jìn)行寫入。

ab? ? 以二進(jìn)制格式打開一個文件用于追加。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結(jié)尾。也就是說，新的內(nèi)容將會被寫入到已有內(nèi)容之后。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件進(jìn)行寫入。

a+? ? 打開一個文件用于讀寫。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結(jié)尾。文件打開時會是追加模式。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件用于讀寫。

ab+? ?以二進(jìn)制格式打開一個文件用于追加。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結(jié)尾。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件用于讀寫。

默認(rèn)為文本模式，如果要以二進(jìn)制模式打開，加上?b?。

file 對象

file 對象使用 open 函數(shù)來創(chuàng)建，下表列出了 file 對象常用的函數(shù)：

序號方法及描述

1、file.close()

關(guān)閉文件。關(guān)閉后文件不能再進(jìn)行讀寫操作。

2、file.flush()

刷新文件內(nèi)部緩沖，直接把內(nèi)部緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)立刻寫入文件, 而不是被動的等待輸出緩沖區(qū)寫入。

3、file.fileno()

返回一個整型的文件描述符(file descriptor FD 整型), 可以用在如os模塊的read方法等一些底層操作上。

4、file.isatty()

如果文件連接到一個終端設(shè)備返回 True，否則返回 False。

5、file.next()

返回文件下一行。

6、file.read([size])

從文件讀取指定的字節(jié)數(shù)，如果未給定或為負(fù)則讀取所有。

7、file.readline([size])

讀取整行，包括 "\n" 字符。

8、file.readlines([sizeint])

讀取所有行并返回列表，若給定sizeint>0，返回總和大約為sizeint字節(jié)的行, 實際讀取值可能比 sizeint 較大, 因為需要填充緩沖區(qū)。

9、file.seek(offset[, whence])

設(shè)置文件當(dāng)前位置

10、file.tell()

返回文件當(dāng)前位置。

11、file.truncate([size])

從文件的首行首字符開始截斷，截斷文件為 size 個字符，無 size 表示從當(dāng)前位置截斷；截斷之后后面的所有字符被刪除，其中 Widnows 系統(tǒng)下的換行代表2個字符大小。

12、file.write(str)

將字符串寫入文件，返回的是寫入的字符長度。

13、file.writelines(sequence)

向文件寫入一個序列字符串列表，如果需要換行則要自己加入每行的換行符。