需要了解Linux下的文件I/O编程

linux下C语言对于文件的操作，我们会经常用到fopen（），fclose（），fwrite（），fread（），fgets（）等一系列库函数，基本和是和windows下学习C语言一样的，其实这些库函数就是在linuxx下对系统调用函数的封装，因此这里只介绍系统函数下的文件操作函数。

　　（一）.open（）打开文件

　　#include #include #includeint open（const char *pathname， int flags）;

参数1：pathname，文件所在路径

　　参数2：flags，文件权限，相对于程序进程

　　常见宏为：O_WRONLY，O_RDONLY，O_RDWR，O_EXCL，O_APPEND，O_DUMP

　　参数3：mode，当创建文件时候使用，一般为umask的值。

　　返回值： 成功返回文件描述符，否则返回-1.

　　（二）close，关闭一个文件。参数为文件描述符

　　#includeint close（int fd）;

　　（三）write，向文件中写数据

　　#includessize_t write（int fd， const void *buf， size_t count）;

　　fd： 文件描述符

　　buf：存储将要写的数据

　　count： 写入的长度，以字节为单位

　　返回值：写入成功时，返回写入的字符长度，否则返回-1。

　　（四）read，读文件中数据

　　#includessize_t read（int fd， void *buf， size_t count）;

　　fd： 文件描述符

　　buf：存储将要读入的数据

　　count： 读出的长度，以字节为单位

　　返回值：读成功时，返回读出的字符长度，否则返回-1。

　　例如：

　　#include

　　（五）lseek，修改文件偏移量

　　#include #include

　　fd： 文件描述符

　　offset：将要偏移 的字节数。

　　whence：从那开始偏移，宏定义如下：

　　SEEK_END 文件末尾

　　SEEK_CUR 当前偏移量位置

　　SEEK_SET 文件开头位置

　　注意：当偏移量大于文件长度时，产生空洞，空洞是由所设置的偏移量超过文件尾端，并写了一些数据造成了，其从原文件尾端到新偏移的位置之间即是产生的空洞。空洞不占用磁盘空间，可以使用：

　　du filename #查看文件所占实际磁盘空间ls filename #实际文件的大小

　　例如：

　　#include#include#include#include #include #include#define BUFF 12int main（）{char str1［BUFF］ = “jigntikai”;char str2［BUFF］ = “wojisuhihawe”;int fd;if （ （fd = open（“a.txt”，O_WRONLY|O_CREAT，0744）） ={perror（“open file fail ”）;exit（EXIT_FAILURE）;}if（ write（fd，str1，BUFF） == -1 ）{perror（“write fial fail ”）;exit（EXIT_FAILURE）;}if（ lseek（fd，1024，SEEK_END） == -1 ）{perror（“lseek fail ”）;}write（fd，str2，BUFF）;return 0;}

　　（六）access 判断文件是否具有读，写，可执行或者是否存在

　　#includeint access（const char *pathname， int mode）;

　　pathname： 文件名

　　mode 可以选择以下宏：

　　F_OK 文件是否存在

　　R_OK 文件否具有读权限

　　X_OK 文件否具有可执行权限

　　W_OK 文件否具有写权限

　　返回值：满足mode中的参数并且正确执行则返回0 ，否则返回-1。

　　（七）dup或dup2，创建一个文件描述符，其指向同一个文件表

　　#includeint dup（int oldfd）;

　　oldfd：原来的文件描述符

　　newfd：指定新的文件描述符数值，如果该描述已经存在则先将其关闭，若oldfd等于newfd，ze返回newfd，而不关闭。

　　在此简单介绍一下文件的内核结构：首先计算机系统中有一个进程表，其中的每个进程表项，该表项中有一个打开文件描述符表，该打开的文件描述表中有很多文件描述符表项，每项包括两部分：文件描述符标志与文件指针，其中文件指针指向一个文件表，文件表中存放着文件的状态标志即是否可读是否可写，当前文件的偏移量，还有一个v节点指针，指针v节点指针指向一个v节点表，v节点表主要存放文件的所有者，文件长度，文件的设备以及文件实际数据块在磁盘上的位置等一系列信息。可能这样描不太清楚，下面用一张图来描述：

　　（八）sync与fsync

　　（对于以下会主要是针对的内核缓冲）由于io操作会首先将数据放入内核缓冲区，所以在写的时候如果出现系统故障则缓冲区的数据可能会丢失，所以为了防止这种情况发生，以上两个函数使得内核缓冲区的数据立即写入磁盘。

　　#includevoid sync（void）;将所有缓冲排入写队列，然后立即返回int fsync（int fd）;将所有缓冲排入写队列，直到该缓冲去的数据写入磁盘后才返回。int fdatasync（int fd）;几乎和fsync函数相同，只是fdatasync（int fd）函数只影响数据部分，而fsync还会同步更新文件的属性。

　　（九）fcntl函数，该函数可以改变已经发开文件的性质

　　#include#includeint fcntl（int fd， int cmd， 。.. /* arg */ ）;

　　fd：文件描述符

　　cmd 指明该函数执行什么功能

　　F_DUPFD 赋值文件描述符，功能相当于dup和dup2函数。例如：

　　dup（fd）等价于

　　fcntl（fd，F_DUPFD，0）

　　dup2（oldfd，newfd）等价于

　　close（newfd）;

　　fcntl（oldfd，F_DUPFD，newfd）;

　　F_GETFD 的到文件描述符标志，当前之定义一个文件描述符标志，FD_CLOSEEXEC.此时第三个参数被忽视。

　　F_SETFD 设置文件描述符标志，设置的值是函数的第三个参数，其一般可设置为0表示关闭，1表示打开。

　　F_SETFL 设置文件状态标志，其值放在函数的第三个参数，和open函数第二个参数的值一样的。

　　F_GETFL 得到文件状态标志。此时第三个参数被忽视。

　　arg 可选参数，根据第二个参数填写。

　　返回值：出错返回-1，否则哈返达到的标志。

　　例如：

　　#include#include#include#includeint main（int argc，char * argv［］）{int fd;int val=3;if（ （fd = open（argv［1］，O_RDWR|O_APPEND）） == -1 ）//测试一下是否可以同时检测出文件的读写属性{exit（2）;}if（ val = fcntl（fd，F_GETFL，0） == -1 ）{exit（1）;}printf（“%d ”，val）;printf（“%d %d %d ”，O_RDONLY，O_WRONLY，O_RDWR）;int n = val & O_ACCMODE;if（ n == O_RDONLY）printf（“read ”）;if（O_WRONLY & val ）printf（“write ”）;if（ n == O_RDWR）printf（“read and write ”）;}

　　（十）最后再说一下Linux缓冲的问题吧

　　linux中有两个级别的缓冲：IO缓冲与内核缓冲

　　（1）IO缓冲：对于标准IO操作，都会有一个缓冲区，当用户想要写数据时，首先将数据写入缓冲区，待缓冲区满之后才能调用系统函数写入内核缓冲区。当用户想读取数据时，首先向内核读取一定的数据放入IO缓冲区，读操作从缓冲区中读数据，当读完IO缓冲区的数据时，才能再读取数据到IO缓冲区。

　　目的：减少对磁盘的读写次数，提高工作效率。

　　（2）内核缓冲区：操作系统内核部分也有缓冲，其与IO缓冲区是不同的，其主要区别用一张图表示：