linux基礎(chǔ)復(fù)習(xí)（6）文件I/O操作

上鎖，也就是記錄鎖。記錄鎖又可分為讀取鎖和寫入鎖，其中讀取鎖又稱為共享鎖，它能夠使多個(gè)進(jìn)程都能在

文件的同一部分建立讀取鎖。而寫入鎖又稱為排斥鎖，在任何時(shí)刻只能有一個(gè)進(jìn)程在文件的某個(gè)部分上建立寫入鎖。當(dāng)然，在文件的同一部分不能同時(shí)建立讀取鎖和寫入鎖。

fcntl函數(shù)格式

fcntl函數(shù)可以改變已經(jīng)打開文件的性質(zhì)。

#i nclude

#i nclude

#i nclude

int fcntl(int filedes, int cmd, ... ) ;

返回：若成功則依賴于cmd(見下)，若出錯(cuò)為- 1。

f c n t l函數(shù)有五種功能：

n 復(fù)制一個(gè)現(xiàn)存的描述符, 新文件描述符作為函數(shù)值返(c m d=F_DUPFD)。

n 獲得/設(shè)置文件描述符標(biāo)記,對(duì)應(yīng)于filedes 的文件描述符標(biāo)志作為函數(shù)值返回.(c m d = F_GETFD或F_SETFD)。

n 獲得/設(shè)置文件狀態(tài)標(biāo)志，對(duì)應(yīng)于filedes 的文件狀態(tài)標(biāo)志作為函數(shù)值返回。(c m d = F_GETFL或F_SETFL)。

n 獲得/設(shè)置異步I / O有權(quán)(c m d = F_GETOWN或F_SETOWN)。

n 獲得/設(shè)置記錄鎖(c m d = F_SETLK , F_SETLKW)。

關(guān)于加鎖和解鎖區(qū)域的說明還要注意下列各點(diǎn)：

l 該區(qū)域可以在當(dāng)前文件尾端處開始或越過其尾端處開始，但是不能在文件起始位置之前開始或越過該起始位置。

l 如若l_len為0，則表示鎖的區(qū)域從其起點(diǎn)(由l_start和l_whence決定)開始直至最大可能位置為止。也就是不管添寫到該文件中多少數(shù)據(jù)，它都處于鎖的范圍。

l 為了鎖整個(gè)文件，通常的方法是將l_start說明為0，l_whence說明為SEEK_SET，l_len說明為0。

實(shí)例：

/*fcntl_write.c測(cè)試文件寫入鎖主函數(shù)部分*/

#i nclude unistd.h>

#i nclude sys/file.h>

#i nclude sys/types.h>

#i nclude sys/stat.h>

#i nclude stdio.h>

#i nclude stdlib.h>

/*lock_set函數(shù)*/

void lock_set(int fd, int type)

{

struct flock lock;

lock.l_whence = SEEK_SET;//賦值lock結(jié)構(gòu)體

lock.l_start = 0;

lock.l_len =0;

while(1)

{

lock.l_type = type;

/*根據(jù)不同的type值給文件上鎖或解鎖*/

if((fcntl(fd, F_SETLK, lock)) == 0)

{

if( lock.l_type == F_RDLCK )

printf(read lock set by %dn,getpid());

else if( lock.l_type == F_WRLCK )

printf(write lock set by %dn,getpid());

else if( lock.l_type == F_UNLCK )

printf(release lock by %dn,getpid());

return;

}

/*判斷文件是否可以上鎖*/

fcntl(fd, F_GETLK,lock);

/*判斷文件不能上鎖的原因*/

if(lock.l_type != F_UNLCK)

{

/*/該文件已有寫入鎖*/

if( lock.l_type == F_RDLCK )

printf(read lock already set by %dn,lock.l_pid);

/*該文件已有讀取鎖*/

else if( lock.l_type == F_WRLCK )

printf(write lock already set by %dn,lock.l_pid);

getchar();

}

}

}

int main(void)

{

int fd;

/*首先打開文件*/

fd=open(hello,O_RDWR | O_CREAT, 0666);

if(fd 0)

{

perror(open);

exit(1);

}

/*給文件上寫入鎖*/

lock_set(fd, F_WRLCK);

getchar();

/*給文件接鎖*/

lock_set(fd, F_UNLCK);

getchar();

close(fd);

exit(0);

}

開兩個(gè)終端分別運(yùn)行，可看到先運(yùn)行的那個(gè)終端，成功上鎖，后運(yùn)行的那個(gè)無效?？梢妼懭腈i是互斥鎖，一個(gè)時(shí)候只能有一個(gè)寫入鎖存在

select 實(shí)現(xiàn)I/O復(fù)用

I/O處理的五種模型

① 阻塞I/O模型：若所調(diào)用的I/O函數(shù)沒有完成相關(guān)的功能就會(huì)使進(jìn)程掛起，直到相關(guān)數(shù)據(jù)到達(dá)才會(huì)返回。如：終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訪問。

② 非阻塞模型：當(dāng)請(qǐng)求的I/O操作不能完成時(shí)，則不讓進(jìn)程休眠，而且返回一個(gè)錯(cuò)誤。如：open、read、write訪問。

③ I/O多路轉(zhuǎn)接模型：如果請(qǐng)求的I/O 操作阻塞，且他不是真正阻塞I/O，而且讓其中的一個(gè)函數(shù)等待，在這期間， I/O還能進(jìn)行其他操作。如：select函數(shù)。

④ 信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O模型：在這種模型下，通過安裝一個(gè)信號(hào)處理程序，系統(tǒng)可以自動(dòng)捕獲特定信號(hào)的到來，從而啟動(dòng)I/O。

⑤ 異步I/O模型：在這種模型下，當(dāng)一個(gè)描述符已準(zhǔn)備好，可以啟動(dòng)I/O時(shí)，進(jìn)程會(huì)通知內(nèi)核。由內(nèi)核進(jìn)行后續(xù)處理，這種用法現(xiàn)在較少。

select函數(shù)

傳向select的參數(shù)告訴內(nèi)核：

(1) 我們所關(guān)心的描述符。

(2) 對(duì)于每個(gè)描述符我們所關(guān)心的條件(是否讀一個(gè)給定的描述符?是否想寫一個(gè)給定的描述符?是否關(guān)心一個(gè)描述符的異常條件?)。

(3) 希望等待多長(zhǎng)時(shí)間(可以永遠(yuǎn)等待，等待一個(gè)固定量時(shí)間，或完全不等待)。

從s e l e c t返回時(shí)，內(nèi)核告訴我們：

(1) 已準(zhǔn)備好的描述符的數(shù)量。

(2) 哪一個(gè)描述符已準(zhǔn)備好讀、寫或異常條件。

#i nclude /* fd_set data type */

#i nclude /* struct timeval */

#i nclude /* function prototype might be here */

int select (int numfds, fd_set *readfds,

fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval * timeout) ;

返回：準(zhǔn)備就緒的描述符數(shù)，若超時(shí)則為0，若出錯(cuò)則為- 1。

timeout值：

n NULL：永遠(yuǎn)等待，直到捕捉到信號(hào)或文件描述符已準(zhǔn)備好為止;

n 具體值： struct timeval 類型的指針，若等待為timeout時(shí)間還沒有文件描述符準(zhǔn)備好，就立即返回;

n 0：從不等待，測(cè)試所有指定 的描述符并立即返回;

先說明最后一個(gè)參數(shù)，它指定愿意等待的時(shí)間。