UNIX环境高级编程 文件I/O

Posted 2020-07-18

大多数文件I/O 只需要用到 5个函数 ：    open , read , write , lseek , close 

本章描述的都是不带缓冲的I/O（read write 都调用内核中的一个系统调用）

 

文件描述符 

     对于内核而言，所有文件都通过文件描述符引用。

     文件描述符是一个非负整数

     打开或创建一个新文件时，内核都将返回一个文件描述符

     文件描述符的范围是 0~OPEN_MAX-1

 

 

函数 open 和 openat

     调用 open 或 openat 可以打开或创建一个文件

     int open( const char *path , int oflag , . . . /* mode_t mode */  )

     int  openat( int fd , const char *path , int oflag , . . . /* mode_t mode */

     仅当创建新文件时才使用最后的课表参数。

     oflag参数可以用来说明此函数的多个选项：

          O_RDONLY    只读打开

          O_WRONLY   只写打开

          O_RDWR       读写打开

     open 和 openat 返回的文件描述符，一定是最小的未用描述符数值

     

   

函数 creat

     调用creat函数创建一个新文件

     int creat ( const char *path , mode_t mode)

     效果等同于 open( path , O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC , mode )

     creat 以只写方式打开所创建的文件。

函数 close

     调用此函数关闭一个打开文件。

     int close ( int fd )

 

函数 lseek

     每个打开文件都有一个 文件偏移量。 用来度量从文件开始处计算的字节数。

     读，写操作都从当前偏移量开始，并增加所读写的偏移量。

     off_t lseek ( int fd ,off_t offset , int whence) ;

     whence 参数 ：

          SEEK_SET          从文件开始处便宜offset个字节

          SEEK_CUR         从文件偏移量设置当前值加offset

          SEEK_END         将偏移量设置为文件长度加偏移量

     

     lseek调用成功后返回新的偏移量 

函数 read

     从打开的文件中读数据

     ssize_t read( int fd, void *buf, size_t nbytes)

     

     调用成功返回读取到的字节数，达到文件末端返回0。

     

函数 write

     向打开文件写数据

     ssize_t write ( int fd, void *buf, size_t nbytes)

     返回值通常与 nbytes 相同。

 

文件共享

     内核使用 3 种数据结构表示打开文件：

          

          （1） 进程表项

                         1.文件描述符

                         2.指向文件表项的指针

          （2）文件表项

                         1.文件状态标志 （ 比如 读，写，非阻塞等 ）

                         2.当前文件偏移量

                         3.指向V节点表项的指针

          （3）V节点表项

                         每个打开文件都有一个V节点结构。

函数 pread 和 pwrite

     属于原子操作。

     不更新当前文件偏移量

函数 dup 和 dup2

     复制一个现有的文件描述符

     int dup( int fd )

     int dup2( int fd , int fd2 )

     

     函数返回的新文件描述符与参数fd共享同一个文件表项

     调用 dup(fd) 等同于 fcntl ( fd , F_DUPED , 0 )

     调用 dup2(fd,fd2) 等同于 close(fd2);fcntl(fd,F_DUPED, fd2);

函数 sync , fsync 和 fdatasync

     将缓冲区的数据写入磁盘

函数fcntl

     用来改变已打开文件的属性

     int fcntl ( int fd , int cmd , . . . /* int arg */  );

     

     参数cmd ：

          复制一个已有的描述符 F_DUPFD 或 F_DUPFD_CLOEXEC

          获取/设置文件描述符   F_GETFD 或 F_SETFD

          获取/设置文件状态标志 F_GETFL 或 F_SETFL

          获取/设置异步I/O所有权 F_GETOWN 或 F_SETOWN

          获取/设置记录锁           F_GETLK       F_SETLK        F_SETLKW