Linux应用程序编程

Posted 2022-04-12 Jocelin47

一、POSIX文件I/O编程

1.1 文件描述符

POSIX文件操作同样也是以文件描述符来标识一个文件，与ANSI文件描述符不同的是，POSIX文件描述符是int类型的一个整数值。
POSIX文件描述符仅是一个索引值， 代表内核打开文件记录表的记录索引。在一个系统中，文件打开关闭比较频繁，因此同一个POSIX 文件描述符的值在不同时间可能代表不同的文件。

Linux系统下默认一个进程最多可以打开1024个文件，用户可以通过ulimit -n查看系统允许打开文件的数量。
stdin、stdout、stderr 文件描述符分比为0，1，2，使用fileno()函数可以返回一个流对应的文件描述符。

1.2 创建/打开/关闭文件

open()函数打开一个文件，在指定一定参数(O_CREAT - 创建文件)的情况下，会隐含调用creat()函数创建文件。open和creat函数定义如下：

其中，sys/types.h包含基本系统数据类型；sys/stat.h包含文件状态；fcntl.h包含文件控制定义。

(1) open函数

flags参数指定打开文件的方式，参数如下表所示：

O_TRUNC -文件存在且允许写，则清空文件

其中open函数给出两种定义，第二种多了mode参数，在flag参数指定为O_CREAT参数时，mode参数用于设置文件的权限，如下表所示：

在创建新文件时，参数mode指定了文件的权限，但是通常会被umask修改，实际创建时的权限为mode&(~umask)。注意，mode仅在创建新文件时有效

open打开失败时，会返回-1，并且设置预定的全局变量errno，下表为出错代码及意义。

创建新文件后，文件的atime(上次访问时间)、ctime(创建时间)、mtime(修改时间)都被修改为当前时间，文件的上层目录的atime和ctime也被修改。另外，如果打开时使用了O_TRUNC参数，则ctime和mtime被设置为当前时间。

(2)creat函数

(3)close函数

通常关闭文件的返回值不需要检查，除非系统使用wirte-behind技术，即数据没有写会文件中。使用NFS网络文件系统时保存文件，建议关闭文件时检查返回值，防止文件写入错误。出错代码如下：

1.3 读写文件内容

(1)write函数

write函数向参数fd代表的文件描述符引用的文件写数据。参数buf是写入数据的缓冲开始地址，参数count表示要写入多少字节的数据。
写入成功返回0，失败返回-1且设置errno代码，错误代码如下：

(2)read函数

返回值：成功返回读取的字节数，出错返回-1并设置errno，如果在调read之前已到达文件末尾，则这次read返回0
参数count是请求读取的字节数，读上来的数据保存在缓冲区buf中，同时文件的当前读写位置向后移。注意这个读写位置和使用ANSI C标准I/O库时的读写位置有可能不同，这个读写位置是记在内核中的，而使用C标准I/O库时的读写位置是用户空间I/O缓冲区中的位置。比如用fgetc读一个字节，fgetc有可能从内核中预读1024个字节到I/O缓冲区中，再返回第一个字节，这时该文件在内核中记录的读写位置是1024，而在FILE结构体中记录的读写位置是1。注意返回值类型是ssize_t，表示有符号的size_t，这样既可以返回正的字节数、0（表示到达文件末尾）也可以返回负值-1（表示出错）。
read函数返回时，返回值说明了buf中前多少个字节是刚读上来的。有些情况下，实际读到的字节数（返回值）会小于请求读的字节数count，例如：读常规文件时，在读到count个字节之前已到达文件末尾。例如，距文件末尾还有30个字节而请求读100个字节，则read返回30，下次read将返回0。

1.4 文件内容定位

通过lseek函数设置文件偏移量

使用参数whence指定的方式，按照参数offset指定的偏移设置参数fildes，指定文件的偏移量。
whence的三种设置方式：

对于一个管道或FIFO，使用lseek函数会返回-1，errono设置为EPIPE，代码如下；

off_t curr_pos;
curr_pos = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);

上面方式可以得到文件当前偏移量。

1.5 修改已打开文件的属性

fcntl函数获取或改变已打开文件的性质

问题1：fwrite都是带缓冲区的，wrtie不带缓冲区，了解一下具体的区别？