python位运算实战（二）umask应用

上一篇《python位运算（一）概述》我们简单的总结了下位运算的几个种方法和使用技巧。本篇就结合实际应用来看下。适于用什么场景？下面我用 Unix 系统的umask概念来实践下位运算。简单来讲，Unix 系统对于文件的权限用 9 个权限位来控制：

[-][rwx][r-x][r--]
 1  234  567  890

• r: 可读 4
• w: 可写 2
• x: 可执行 1
• -: 表示此权限被去除

第一位是用来表示是文件还是目录，先不用管它，主要是后面 9 位。我们经常在授权是用的到644,755都是用r,w.x这三个值相加得出的。为什么值分别是4,2,1呢，我们把 go 语言sys包中的源码拿出来看看就明白了：

const (
    S_IRUSR = 0x100 //用户可读
    S_IWUSR = 0x80    //用户可写
    S_IXUSR = 0x40    //用户可执行
    S_IRGRP = 0x20    //组可读
    S_IWGRP = 0x10    //组可写
    S_IXGRP = 0x8    //组可执行
    S_IROTH = 0x4    //其它可读
    S_IWOTH = 0x2    //其它可写
    S_IXOTH = 0x1    //其它可执行
)

这是 sys 包中定义的一些常量, 我们来打印下这些都是啥玩意

fmt.Printf("%9b %3d %s\n", S_IRUSR, S_IRUSR, "用户读")
fmt.Printf("%9b %3d %s\n", S_IWUSR, S_IWUSR, "用户写")
fmt.Printf("%9b %3d %s\n", S_IXUSR, S_IXUSR, "用户执行")
fmt.Printf("%9b %3d %s\n", S_IRGRP, S_IRGRP, "组读 *")
fmt.Printf("%9b %3d %s\n", S_IWGRP, S_IWGRP, "组写 *")
fmt.Printf("%9b %3d %s\n", S_IXGRP, S_IXGRP, "组执行")
fmt.Printf("%9b %3d %s\n", S_IROTH, S_IROTH, "其它读 *")
fmt.Printf("%9b %3d %s\n", S_IWOTH, S_IWOTH, "其它写 *")
fmt.Printf("%9b %3d %s\n", S_IXOTH, S_IXOTH, "其它执行")
// 输出
100000000 256 用户可读
 10000000 128 用户可写
  1000000  64 用户可执行
   100000  32 组可读
    10000  16 组可写
     1000   8 组可执行
      100   4 其它可读
       10   2 其它可写
        1   1 其它可执行

看明白了吧，其实就是把九个权限位置分别标志为1，用二进制可以很清楚的表示权限位，4,2,1也就是这么来的。那么umask的就可以利用这个位运算，代码如下：

package main
    import (
        "fmt"
        "golang.org/x/sys/unix"
        "os"
    )
    func main() {
        unix.Umask(0)
        _, err := os.Create("foo")
        if err != nil {
            fmt.Println("Create Error")
        }
        unix.Umask(unix.S_IRGRP | unix.S_IWGRP | unix.S_IROTH | unix.S_IWOTH)
        _, err2 := os.Create("bar")
        if err2 != nil {
            fmt.Println("Create Error")
        }
    }

上面的代码可以看到，unix.S_IRGRP | unix.S_IWGRP | unix.S_IROTH | unix.S_IWOTH就利用了位运算，程序先后创建了两个文件foo，bar, 创建bar文件时，文件初始权限把组和其它中的可读和可写去除了，所以我们用ls -la foo bar命令可以看到输出如下：

$ ls -la foo bar
-rw-------. 1 vagrant vagrant 0 Oct 02 02:54 bar
-rw-rw-rw-. 1 vagrant vagrant 0 Oct 02 02:54 foo

再用 9 个权限位的二进制图说明下：

100000000 256 用户可读
 10000000 128 用户可写
  1000000  64 用户可执行
   100000  32 组可读 *
    10000  16 组可写 *
     1000   8 组可执行
      100   4 其它可读 *
       10   2 其它可写 *
        1   1 其它可执行
    ---------
   110110    unix.S_IRGRP | unix.S_IWGRP | unix.S_IROTH | unix.S_IWOTH

umask四个参数我用型号标出来了，那经过|位运算最终结果就是110110, 言外之意就是umask把标志为1的权限位去除了。umask使用二进制位来处理，一是节约了空间（9个字节，即两个比特位就表示了所有的权限组合）。如果给用户，组，其他各单独分权限用字符表示，至少要占用9个比特位（实际为了区分不同，可能要ur,uw,rx,gr,gw,gx,or,ow,ox这样两字节表示，实际要占用18个字节）。umask属于OS较底层的东西。在多个文件的情况，这个几位的在应用中对性能会有非常大的影响。