作者 |奇伢 责编 | 欧阳姝黎
概述
讲了那么多存储的通用知识，从 Linux 的文件系统，块层，再到磁盘，都做了一些深入的分享。今天分享一个 Go 编程的使用技巧：怎么把内存的结构体写入到磁盘？又怎么读出来？
大家可以先思考下。其实把这里本质就是 IO 操作，关键看数据是怎么来的。我们常见的数据要么来源于文件，来源于网络的包，而常常忽略到其实内存的结构体本身就是数据。不就是字节数组嘛，不就是 010101 嘛。本质都一样。
数据在磁盘上，是感知不到什么结构体的，就是 0101010 的数据，文件就只是字节数组而已（计算机的最小数据存储单元是 Byte ，字节）。想清楚这点就很清晰了，划重点，写入的时候关键在于怎么把结构体转变成字节数组，读取的时候关键在于怎么把字节数组转化成结构体。怎么做到这点？
说白了，就是结构体到字节数组的转化嘛，专业一点的术语叫做序列化与反序列化。
其实不光是内存到磁盘，内存到网络，只要是涉及到跨平台，跨介质，都是如此，你必须把数据转化成一个计算机体系通用的形态：字节数组。
字节是最小的存储单位，所有计算机的理解是一致的，这才是宇宙通用，没有歧义的最小单位。
序列化
序列化有复杂的，有简单的，但本质都是一样，因为目标一致就是字节数组。不同的方式诞生了不同的协议，最出名的大概是 json，pb 。
举个栗子，以下面的 Test 为例：
json 协议
如下，是一个把结构体按照 json 的协议格式转化成字节数组（序列化）的调用。
输出：
这很简单，是的，这个也是我们经常用的姿势，但是我们的需求有各种各样的。
比如，Test 内存占用只有 16 个字节，但是 json 序列化完之后占用 30 个字节？我要求你这个 Test 结构体序列化成 16 字节的数组。你怎么做？你不能用 json 去做这个事情，因为你无法显式的控制序列化之后的样子，所以你只能自定义序列化。
自定义
自定义序列化规则怎么做呢？还是以 Test 举个例子：
这样我们就能严格控制我们想要输出的序列化数组了。运行这个程序，输入如下：
千万不要觉得疑惑，你把这个输出转成 16 进制的输出，你就会发现其实是：
这就是序列化和反序列化的本来样貌，其他各种序列化协议的都和这个是一样的。
但注意了，无论是哪种，这种相互转化一定是无损的才行，不能说 Test 这个结构体里面是 0x1234 ，经过你的序列化，再反序列化出来里面的值变成 0x3333 了，这是不行的。
字节序：大小端
细心的小伙伴肯定注意到了，我使用了 binary.BigEndian.Uint64 这个函数，这个函数是把一个 64 位的整形转化成一个大端序的字节数组。这里就引出了一个概念，什么是大端序？小端序又是什么？一般有什么遵守惯例呢？
划重点：字节的大小端是只针对多字节的基础类型才需要考虑的。
举个栗子，现在有一个 uint32 的整数 0x11 22 33 44，计算机怎么存储？磁盘怎么存储呢？
我们之前说过，计算机的存储单元是字节。一个 uint32 是 4 字节，你怎么摆放这 4 个字节呢？
直观的想法，有两种方式喽（左到右，低地址 -> 高地址）。
第一种摆放姿势：0x11 0x22 0x33 0x44
第二种摆放姿势：0x44 0x33 0x22 0x11
第一种就是所谓的大端序，第二种就是所谓的小端序。
划重点：最高有效位 在 低地址，那就是大端序，最低有效位 在 低地址那就是小端序。
现实世界中，大部分机器处理器体系是小端序，比如 x86，有的机器是大端序，比如 PowerPC 970 等。
关于大小端的其实是有一些惯例：
机器 CPU 处理一般基本都是小端；
网络传输、磁盘存储默认大端；
大端序更符合人的习惯，这个很容易理解吧，比如你把 0x11223344，按照大端序打印出来的每个字节是 0x11 0x22 0x33 0x44 ，小端序则是 0x44 0x33 0x22 0x11 ，你说哪个好看些？
所以呢，自定义序列化的时候，千万注意大小端。因为这里可能引入不兼容的坑。比如如果你不显式把一个整型序列化成一个大端序，那按照默认的方式存储到磁盘，到时候你读取上来的时候，到底是按照大端还是还是小端反序列化呢？这就是坑。
最原始的办法
结构体转化成字节数组一定要序列化这么高级姿势吗？
不一定呀。结构体本身就是内存块，本身就是字节数组，所以把结构体地址强转成 []byte 的地址是简单也最原始的"序列化"方式
强转类型
输出：
发现没，这个是小端序的输出（前面说过了，机器默认的字节序是小端序）。
文件读写
到这里已经非常简单了，因为前面我们已经把结构体和字节数组互转的方法详细介绍了。写入文件的是字节数组，从文件读出来的是文件数组。就是这样简单。
写一个结构体的步骤如下：
先把结构体搞成字节数组的形态；
然后写入
读一个结构体的步骤如下：
先从文件中读数据，读到一个字节 buffer 中；
强转成结构体
举个栗子：
输出如下：
变量 t 和 变量 t1 完全一致。完美撒花。最后再看一眼文件的样子：
发现了吗？其实就是你结构体直接强转成 Byte 数组的样子，小端序的样子。
总结
好啦，我们简单总结下知识点，你学会了吗：
文件，从某个存储组成来看，本质是字节数组；
内存结构体在磁盘文件中的读写本质要经过字节数组的转化；
结构体变成字节数组我们叫做序列化，字节数组转化成结构体我们叫做反序列化；
序列化有复杂的，有简单的，本质都是一样，因为目标一致就是字节数组。不同的方式诞生了不同的协议，最出名的大概是 json，pb；
结构体本身就是内存块，本身就是字节数组，所以把结构体地址强转成 []byte 的地址是简单也最原始的序列化方式；
结构体强转类型是要注意的，在遇到多字节类型（比如整型）必须要字节序大小端的兼容性问题；
考虑数据大小端兼容性问题的时候，又不想用 json 这种复杂的序列化，那么最好的就是自定义序列化规则啦；
hexdump 这个工具用过没？非常好用，查看文件二进制数据；
《新程序员001：开发者黄金十年》
2001 年创刊，20 年技术见证
人人都是开发者 家家都是技术公司
