linux基礎(chǔ)復(fù)習(xí)（6）文件I/O操作

不帶緩存的文件I/O 操作，主要用到5 個(gè)函數(shù)：open、read、write、lseek和close。這里的不帶緩存是指每一個(gè)函數(shù)都只調(diào)用系統(tǒng)中的一個(gè)函數(shù)(不理解這句話的含義)。這些函數(shù)雖然不是ANSI C的組成部分，但是是POSIX 的組成部分。

open函數(shù)語(yǔ)法要點(diǎn)

|-- #i nclude // 提供類型pid_t的定義

所需頭文件----|-- #i nclude

|-- #i nclude

函數(shù)原型 int open(const char *pathname，flags，int perms)

pathname 被打開(kāi)的文件名(可包括路徑名)

O_RDONLY：只讀方式打開(kāi)文件

O_WRONLY：可寫方式打開(kāi)文件

O_RDWR：讀寫方式打開(kāi)文件

O_CREAT：如果該文件不存在，就創(chuàng)建一個(gè)新的文件，并用第三個(gè)參數(shù)為其設(shè)置權(quán)限

O_EXCL：如果使用O_CREAT時(shí)文件存在，則可返回錯(cuò)誤消息。這一

函數(shù)傳入值 參數(shù)可測(cè)試文件是否存在

O_NOCTTY：使用本參數(shù)時(shí)，如文件為終端

終端不可用open()系統(tǒng)調(diào)用的那個(gè)進(jìn)程的控制終端

O_TRUNC：如文件已經(jīng)存在，并且以只讀或只寫成功打開(kāi)，那么會(huì)先

全部刪除文件中原有數(shù)據(jù)

O+APPEND：以添加方式打開(kāi)文件，在打開(kāi)文件的同時(shí)，文件指針指

向文件的末尾

perms 被打開(kāi)文件的存取權(quán)限，為8進(jìn)制表示法

函數(shù)返回值 成功：返回文件描述符

失?。?1

補(bǔ)述：文件描述符

對(duì)于Linux 而言，所有對(duì)設(shè)備和文件的操作都使用文件描述符來(lái)進(jìn)行的。文件描述符

是一個(gè)非負(fù)的整數(shù)，它是一個(gè)索引值，并指向內(nèi)核中每個(gè)進(jìn)程打開(kāi)文件的記錄表。當(dāng)打開(kāi)一

個(gè)現(xiàn)存文件或創(chuàng)建一個(gè)新文件時(shí)，內(nèi)核就向進(jìn)程返回一個(gè)文件描述符;當(dāng)需要讀寫文件時(shí)，

也需要把文件描述符作為參數(shù)傳遞給相應(yīng)的函數(shù)。

通常，一個(gè)進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，都會(huì)打開(kāi)3 個(gè)文件：標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)處理。這

3 個(gè)文件分別對(duì)應(yīng)文件描述符為0、1 和2(也就是宏替換STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO

和STDERR_FILENO)。

基于文件描述符的I/O 操作雖然不能移植到類Linux 以外的系統(tǒng)上去(如Windows)，但它

往往是實(shí)現(xiàn)某些I/O操作的惟一途徑，如Linux中低級(jí)文件操作函數(shù)、多路I/O、TCP/IP套接字

編程接口等。同時(shí)，它們也很好地兼容POSIX標(biāo)準(zhǔn)，因此，可以很方便地移植到任何POSIX平

臺(tái)上。基于文件描述符的I/O操作是Linux中最常用的操作之一。

read函數(shù)語(yǔ)法要點(diǎn)

所需頭文件 #i nclude

函數(shù)原型 ssize_t read(int fd,void *buf,size_t count)

fd：文件描述符

函數(shù)傳入值 buf：指定存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)的緩函數(shù)傳入值 沖區(qū)

count：指定讀出的字節(jié)數(shù)

成功：讀到的字節(jié)數(shù)

函數(shù)返回值 0：已到達(dá)文件尾

-1：出錯(cuò)

write函數(shù)語(yǔ)法要點(diǎn)

所需頭文件 #i nclude

函數(shù)原型 ssize_t write(int fd,void *buf,size_t count)

fd：文件描述符

函數(shù)傳入值 buf：指定存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)的緩函數(shù)傳入值 沖區(qū)

count：指定讀出的字節(jié)數(shù)

函數(shù)返回值 成功：已寫的字節(jié)數(shù)

-1：出錯(cuò)

lseek函數(shù)語(yǔ)法要點(diǎn)

所需頭文件 #i nclude

#i nclude

函數(shù)原型 off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence)

fd：文件描述符

函數(shù)傳入值 offset：偏移量，每一讀寫操作所需要移動(dòng)的距離

單位是字節(jié)的數(shù)量，可正可負(fù)(向前移，向后移)

whence： SEEK_SET：當(dāng)前位置為文件的開(kāi)頭，新位置為偏移量的大小

當(dāng)前位置 SEEK_CUR：當(dāng)前位置為文件指針的位置，新位置為當(dāng)前位置加上偏移

的基點(diǎn) SEEK_END：當(dāng)前位置為文件的結(jié)尾，新位置為文件的大小加上偏移

函數(shù)返回值 成功：文件的當(dāng)前位移

-1：出錯(cuò)

/*打開(kāi)，關(guān)閉，讀寫文件.c*/

#i nclude unistd.h>

#i nclude sys/types.h>

#i nclude sys/stat.h>

#i nclude fcntl.h>

#i nclude stdlib.h>

#i nclude stdio.h>

int main(void)

{

int fd; //文件描述符

int i,size,len;

char *buf=Writing to this file!;

char buf_r[10];

len = strlen(buf);

/*調(diào)用open函數(shù)，以可讀寫的方式打開(kāi)，注意選項(xiàng)可以用“|”符號(hào)連接*/

if((fd = open(/tmp/hello.c, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY , 0600 ))0){

perror(open:);

exit(1);

}

else{

printf(Open file: hello.c %dn,fd);

}

/*調(diào)用write函數(shù)，將buf中的內(nèi)容寫入到打開(kāi)的文件中*/

if((size = write( fd, buf, len)) 0){

perror(write:);

exit(1);

}

else

printf(Write:%sn,buf);

/*調(diào)用lsseek函數(shù)將文件指針移到文件起始，并讀出文件中的10個(gè)字節(jié)*/

lseek( fd, 0, SEEK_SET );

if((size = read( fd, buf_r, 10))0){

perror(read:);

exit(1);

}

else

printf(read form file:%sn,buf_r);

if( close(fd) 0 ){

perror(close:);

exit(1);

}

else

printf(Close hello.cn);

exit(0);

}

當(dāng)多個(gè)用戶共同使用、操作一個(gè)文件的情況，這時(shí)，Linux 通常采用的方法是給文件上鎖，來(lái)避免共享的資源產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)的狀態(tài)。

文件鎖包括建議性鎖和強(qiáng)制性鎖。建議性鎖要求每個(gè)上鎖文件的進(jìn)程都要檢查是否有鎖存在，并且尊重已有的鎖。在一般情況下，內(nèi)核和系統(tǒng)都不使用建議性鎖。強(qiáng)制性鎖是由內(nèi)核執(zhí)行的鎖，當(dāng)一個(gè)文件被上鎖進(jìn)行寫入操作的時(shí)候，內(nèi)核將阻止其他任何文件對(duì)其進(jìn)行讀寫操作。采用強(qiáng)制性鎖對(duì)性能的影響很大，每次讀寫操作都必須檢查是否有鎖存在。在Linux 中，實(shí)現(xiàn)文件上鎖的函數(shù)有l(wèi)ock和fcntl，其中flock用于對(duì)文件施加建議性鎖，而fcntl不僅可以施加建議性鎖，還可以施加強(qiáng)制鎖。同時(shí)，fcntl還能對(duì)文件的某一記錄進(jìn)行