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tarfile — 访问 Tar 压缩文件

1.概述

tarfile 模块提供对 Unix tar 存档的读写访问，包括压缩文件。除了 POSIX 标准之外，还支持几种 GNU tar 扩展。还提供处理 Unix 特殊文件类型，如硬链接和软链接，以及设备节点.
虽然 tarfile 实现了 Unix 格式，但它也可用于在 Microsoft Windows 下创建和读取 tar 存档

2.测试 Tar 文件

is_tarfile() 函数返回一个布尔值，指示作为参数传递的文件名是否指向有效的 tar 存档。

import tarfile

for filename in ['README.txt', 'example.tar',
                 'bad_example.tar', 'notthere.tar']:
    try:
        print('{:>15}  {}'.format(filename, tarfile.is_tarfile(
            filename)))
    except IOError as err:
        print('{:>15}  {}'.format(filename, err))

如果文件不存在，is_tarfile() 会引发一个 IOError

python3 tarfile_is_tarfile.py

     README.txt  False
    example.tar  True
bad_example.tar  False
   notthere.tar  [Errno 2] No such file or directory:
'notthere.tar'

3.tar文件中读取元数据

直接使用 TarFile 类来操作一个 tar 压缩文件。这个类不仅可用来读取数据，而且可用来添加文件到压缩文件中。

3.1.查看tar包中所有文件名称

使用 getnames() 来读取压缩文件中所有文件的文件名。

import tarfile

with tarfile.open('example.tar', 'r') as t:
    print(t.getnames())

该函数的返回一个字符串列表，包含了所有所含文件的文件名

['index.rst', 'README.txt']

3.2.获取元信息

除了文件名，其他元数据信息可以通过使用 TarInfo 类的实例来获取.

import tarfile
import time

with tarfile.open('example.tar', 'r') as t:
    for member_info in t.getmembers():
        print(member_info.name)
        print('  Modified:', time.ctime(member_info.mtime))
        print('  Mode    :', oct(member_info.mode))
        print('  Type    :', member_info.type)
        print('  Size    :', member_info.size, 'bytes')
        print()

通过 getmembers() 和 getmember() 函数来获取元数据。

index.rst
  Modified: Fri Aug 19 16:27:54 2016
  Mode    : 0o644
  Type    : b'0'
  Size    : 9878 bytes

README.txt
  Modified: Fri Aug 19 16:27:54 2016
  Mode    : 0o644
  Type    : b'0'
  Size    : 75 bytes

如果一个所含文件的文件名已知，可使用 getmember() 函数获取其所对应的 TarInfo 对象

import tarfile
import time

with tarfile.open('example.tar', 'r') as t:
    for filename in ['README.txt', 'notthere.txt']:
        try:
            info = t.getmember(filename)
        except KeyError:
            print('ERROR: Did not find {} in tar archive'.format(
                filename))
        else:
            print('{} is {:d} bytes'.format(
                info.name, info.size))

如果文件名所对应的文件不存在压缩文件中，函数 getmember() 会抛出一个 KeyError 异常

README.txt is 75 bytes
ERROR: Did not find notthere.txt in tar archive

4.解压文件

4.1.读取压缩文件内容

如果需要在程序中的访问某个压缩包中文件的数据，可使用 extractfile() 方法，并把压缩包里面文件名称作为参数传入。

import tarfile

with tarfile.open('example.tar', 'r') as t:
	# 查看内容的文件列表
    for filename in ['README.txt', 'notthere.txt']:
        try:
        # 返回类型是一个文件，可调用操作文件方法读取内容
            f = t.extractfile(filename)
        except KeyError:
            print('ERROR: Did not find {} in tar archive'.format(
                filename))
        else:
            print(filename, ':')
            # 查看文件内容
            print(f.read().decode('utf-8'))

返回值是一个类似文件的对象，从该对象中可以读取归档成员的内容

README.txt :
The examples for the tarfile module use this file and
example.tar as data.

ERROR: Did not find notthere.txt in tar archive

4.2.压缩包解压成文件

若想对归档行解包操作，并将文件写入文件系统内，可以使用 extract() 或 extractall() 取代之前的方法。

1.解压指定文件

import tarfile
import os

os.mkdir('outdir')
with tarfile.open('example.tar', 'r') as t:
	# 指定解压的文件和存储路径
    t.extract('README.txt', 'outdir')
print(os.listdir('outdir'))

归档中的成员被从归档中读取并写入文件系统，extract函数中outdir指定解压的路径。

2.解压所有文件

标准库文档中有一个注释提到 extractall() 方法的安全性强于 extract() ，尤其是在处理不能回滚读取较早时间输入部分的流式数据的情况下，所以前者应当更广泛地应用。
extractall() 的第一个参数是文件被写入路径的名称

import tarfile
import os

os.mkdir('outdir')
with tarfile.open('example.tar', 'r') as t:
    t.extractall('outdir')
print(os.listdir('outdir'))

若需从归档中提取特定的文件，可将需提取的文件名或者 TarInfo 元数据容器作为参数传递给 extractall()

import tarfile
import os

os.mkdir('outdir')
with tarfile.open('example.tar', 'r') as t:
    t.extractall('outdir',
                 members=[t.getmember('README.txt')],
                 )
print(os.listdir('outdir'))

5.创建压缩包

5.1.创建压缩包

使用带’w’ 模式的 TarFile 来创建一个新的归档文件

import tarfile

print('creating archive')
with tarfile.open('tarfile_add.tar', mode='w') as out:
    print('adding README.txt')
    out.add('README.txt')

print()
print('Contents:')
with tarfile.open('tarfile_add.tar', mode='r') as t:
    for member_info in t.getmembers():
        print(member_info.name)

已有的文件会被清除，同时创立一个新的归档文件。使用 add() 函数来添加新成员到新建的归档文件中

creating archive
adding README.txt

Contents:
README.txt

5.2.重命名文件添加到压缩包

在创建压缩包时，向压缩包添加文件时可以修改文件名称在将文件添加到压缩包。这个可通过构造一个带有 arcname 的 TarInfo 对象，并将其传入 addfile() 函数来实现。

import tarfile

print('creating archive')
with tarfile.open('tarfile_addfile.tar', mode='w') as out:
    print('adding README.txt as RENAMED.txt')
    # 重命名文件名称
    info = out.gettarinfo('README.txt', arcname='RENAMED.txt')
    out.addfile(info)

print()
print('Contents:')
with tarfile.open('tarfile_addfile.tar', mode='r') as t:
    for member_info in t.getmembers():
        print(member_info.name)

该归档只含有一个重命名的文件：

creating archive
adding README.txt as RENAMED.txt

Contents:
RENAMED.txt

5.3.内存数据添加到压缩包

有时候，我们需要直接从内存中将数据写进压缩包，而不是先将数据写入文件，再将文件添加进压缩包。你可以使用 addfile() 来从类似于打开文件的句柄添加数据来返回字节

import io
import tarfile

text = 'This is the data to write to the archive.'
data = text.encode('utf-8')

with tarfile.open('addfile_string.tar', mode='w') as out:
	# 构建一个文件
    info = tarfile.TarInfo('made_up_file.txt')
    info.size = len(data)
    # 将内存中的数据添加到文件，并打包
    out.addfile(info, io.BytesIO(data))

print('Contents:')
with tarfile.open('addfile_string.tar', mode='r') as t:
    for member_info in t.getmembers():
        print(member_info.name)
        f = t.extractfile(member_info)
        print(f.read().decode('utf-8'))

通过首先构造 TarInfo 对象， 可以为压缩包成员指定你想要的任意名称。在设置了其大小之后，使用 addfile() 和 BytesIO 缓冲区作为数据源将数据写进压缩包中。

Contents:
made_up_file.txt
This is the data to write to the archive.

5.4.压缩包追加文件

除了创建新的归档文件，还可以通过设置模式参数为’a’ 来添加新文件到已有的归档文件

import tarfile

print('creating archive')
with tarfile.open('tarfile_append.tar', mode='w') as out:
    out.add('README.txt')

print('contents:',)
with tarfile.open('tarfile_append.tar', mode='r') as t:
    print([m.name for m in t.getmembers()])

print('adding index.rst')
with tarfile.open('tarfile_append.tar', mode='a') as out:
    out.add('index.rst')

print('contents:',)
with tarfile.open('tarfile_append.tar', mode='r') as t:
    print([m.name for m in t.getmembers()])

最终的归档文件包含了两个成员：

creating archive
contents:
['README.txt']
adding index.rst
contents:
['README.txt', 'index.rst']

6.处理其他格式压缩文件

除了正常的 Tar 归档文件，tarfile 模块还可处理通过 gzip 或 bzip2 协议压缩的归档文件。要打开一个压缩的归档文件，根据不同的压缩协议，传入 “:gz” 或 “:bz2” 模式参数到 open() 函数。

import tarfile
import os

fmt = '{:<30} {:<10}'
print(fmt.format('FILENAME', 'SIZE'))
print(fmt.format('README.txt', os.stat('README.txt').st_size))

FILES = [
    ('tarfile_compression.tar', 'w'),
    ('tarfile_compression.tar.gz', 'w:gz'),
    ('tarfile_compression.tar.bz2', 'w:bz2'),
]

for filename, write_mode in FILES:
    with tarfile.open(filename, mode=write_mode) as out:
        out.add('README.txt')

    print(fmt.format(filename, os.stat(filename).st_size),
          end=' ')
    print([
        m.name
        for m in tarfile.open(filename, 'r:*').getmembers()
    ])

如果使用 “r:*” 模式读取一个归档文件时，tarfile 会自动识别压缩方法。

FILENAME                       SIZE
README.txt                     75
tarfile_compression.tar        10240      ['README.txt']
tarfile_compression.tar.gz     213        ['README.txt']
tarfile_compression.tar.bz2    199        ['README.txt']