第二章 文件I/O

1、文件描述符
? 對于內(nèi)核而言，所有打開的文件都通過文件描述符引用，文件描述符是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。
? Unix shell使用文件描述符0表示標(biāo)準(zhǔn)輸入，1表示標(biāo)準(zhǔn)輸出，2表示標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)輸出，為了避免在代碼中出現(xiàn)魔數(shù)，在<unixtd.h>頭文件中，1，2，3替換為符號常量STDIN_FILENO，STDOUT_FILENO，STDERR_FILENO,文件描述符的變化范圍是0~OPEN_MAX。

2、open函數(shù)
原型：#include<fcntl.h>
??? int open(const char *pathname, int oflag, ...)?? /*僅當(dāng)創(chuàng)建新文件時(shí)才使用第三個(gè)參數(shù)*/
?pathname是要打開或創(chuàng)建的文件名字，oflag是參數(shù)選項(xiàng)，可選值有：O_RDONLY（只讀打開，0），O_WRONLY(只寫打開，1)，O_RDWR(讀寫打開，2)，這些常量定義在<fcntl.h>頭文件中，這3個(gè)常量必須指定一個(gè)且只能指定一個(gè)。下列常量是可選的，O_APPEND(寫時(shí)追加尾部)，O_CREAT(若不存在則創(chuàng)建，需指定第三個(gè)參數(shù)說明文件訪問權(quán)限)，O_EXCL(若和O_CREAT一起使用，當(dāng)要?jiǎng)?chuàng)建的文件已經(jīng)存在就會失敗),O_TRUNC(文件截短為0，需文件存在，且為只寫或讀寫打開)，O_NOCTTY(pathname指向終端設(shè)備，不將它作為控制終端)，O_NONBLOCK(pathname指向FIFO、塊或字符特殊文件時(shí)，設(shè)置非阻塞模式)、O_DSYNC(使每次write等待物理IO操作完成，不包括文件屬性IO的更新)，O_RSYNC(讀操作等待寫操作完成)、O_SYNC(每次write等待物理IO操作完成,包括文件屬性IO的更新)???? 注意：Linux將O_DSYNC、O_RSYNC、O_SYNC等同與O_SYNC（其實(shí)這些知識點(diǎn)應(yīng)該是自己做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，而不是等著書本來教你~~）????????????? 返回最小的未使用描述符數(shù)值。

3、creat函數(shù)
原型：#include<fcntl.h>
??? int create(const char* pathname, mode_t mode);等效于open(pathname, O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, mode),可以完全用open函數(shù)取代creat函數(shù)

4、close函數(shù)
原型：#include<unistd.h>
??? int close(int filedes);關(guān)閉一個(gè)文件時(shí)還會釋放該進(jìn)程加在該文件上的記錄鎖。

5、lseek函數(shù)
作用：顯示的為一個(gè)文件設(shè)置偏移量
原型：#include<unistd.h>
???? off_t lseek(int fileds, off_t offset, int whence);
? 對offset的解釋與whence的值有關(guān)，當(dāng)whence為SEEK_SET，則該文件的偏移量為距文件開頭處offset字節(jié)處; 當(dāng)whence為SEEK_CUR，則該文件的偏移量為當(dāng)前值加上offset，offset可以為正或負(fù)；? 當(dāng)whence為SEEK_END，則文件偏移量為文件長度加offset，offset可以為正或負(fù)。????? 返回新的文件偏移量。
應(yīng)用：1、確定打開文件當(dāng)前偏移量：off_t currpos;?????? currpos = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);
???? 2、確定所涉及的文件是否可以設(shè)置偏移量。如果文件描述符引用的是一個(gè)管道、FIFO或網(wǎng)絡(luò)套接字，則lseek返回-1，并將errno設(shè)置為ESPIPE。
???? 3、lseek允許定位到文件長度之后，這樣就會造成文件空洞。使用od(1)命令可以觀察文件的實(shí)際內(nèi)容。

6、read函數(shù)
原型：#include<unistd.h>
???? ssize_t read(int filedes, void *buf, size_t nbytes);???成功返回讀到的字節(jié)數(shù)，到文件尾返回0，失敗返回-1

7、write函數(shù)
原型：#include<unistd.h>
???? ssize write(int filedes, const void* buf, size_t nbytes);???成功返回已寫字節(jié)數(shù)，若出錯(cuò)返回-1

8、關(guān)于文件共享
?內(nèi)核使用3種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示打開的文件：(1)每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)打開文件描述符表;(2)內(nèi)核為所有打開文件維持一張文件表（每個(gè)表項(xiàng)包括文件狀態(tài)標(biāo)志，當(dāng)前文件偏移量，指向該節(jié)點(diǎn)v節(jié)點(diǎn)指針），（3）一個(gè)v節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)包括文件類型及i節(jié)點(diǎn)信息（如文件所有者、文件長度、文件所在設(shè)備等等）???????????????? 注：linux沒有v節(jié)點(diǎn)，使用的就是i節(jié)點(diǎn)

9、使用原子操作的場合：1）、lseek+write -> 使用O_APPEND標(biāo)志 或 使用pread函數(shù)和pwrite函數(shù)

10、dup和dup2函數(shù)：用于復(fù)制一個(gè)現(xiàn)存的文件描述符
原型：#include<unistd.h>??? int dup(int filedes);????? int dup2(int filedes1, int filedes2);??? dup返回當(dāng)前可用的最小文件描述符，dup2可用filedes2指定文件描述符，如果filedes已經(jīng)打開則先將其關(guān)閉，這些函數(shù)返回的新文件描述符與filedes共享同一個(gè)個(gè)文件描述符。

11、sync、fsync、fdatasync函數(shù)
?文件io的傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)使用延遲寫策略，增加了性能卻降低了文件跟新速度，這3個(gè)函數(shù)的作用就是保證磁盤里實(shí)際的文件內(nèi)容和緩沖區(qū)里內(nèi)容一致。?? 注意：系統(tǒng)會周期的自動調(diào)用sync函數(shù)。
原型：#include<unistd.h>??? int fsync(int filedes);??? int fdatasync(int filedes);???? void sync(void);

12、fcntl函數(shù)：可以改變已打開文件的性質(zhì)。
原型：#include<fcntl.h>??????? int fcntl(int filedes, int cmd, ...)???? 出錯(cuò)返回-1
功能：（1）、復(fù)制現(xiàn)有文件描述符（cmd=F_DUPFD）??? (2)、獲得設(shè)置文件描述符標(biāo)志（cmd=F_GETFD或cmd=F_SETFD）? （3）、獲得或設(shè)置文件狀態(tài)標(biāo)志（cmd=F_GETFL或cmd=F_SETFL）?? (4)、獲得設(shè)置異步IO所有權(quán)（cmd=F_GETOWN或F_SETOWN）?? （5）、獲得設(shè)置記錄鎖（cmd=F_GETLK、F_SETLK、F_SETLKW）
注意：dup(filedes);等價(jià)于fcntl(filedes, F_DUPFD, 0);???????? dup2(filedes1, filedes2);等價(jià)于close（filedes2）;??? fcntl(filedes1, F_DUPFD, filedes2);

13、ioctl函數(shù)：是IO操作的雜物箱，不能用本章中其他函數(shù)表示的IO操作通常都能用ioctl表示。
原型：#include<unistd.h>?? #include<sys/ioctl.h>???? #include<stropts.h>
int? ioctl(int filedes, int request, ...)???????? 若出錯(cuò)，返回-1

14、/dev/fd：該目錄下為Linux打開文件描述符的映射。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/Just-do-it110/archive/2011/07/30/2121946.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Unix环境高级编程学习笔记（一）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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