@perkyoung 2015-01-08T17:04:56.000000Z 字数 2590 阅读 1612

UNIX 文件I/O

UNIX

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

O_RDWR, O_RDONLY, O_WRONLY，创建文件必须要加的选项，如果仅仅有这三个之一，不存在该文件，则返回-1
O_CREAT，如果文件不存在，则会创建，如果存在，则会直接打开
采用上面的方法，不管文件是否存在，都会创建文件，那如果作者有偏执狂，就想知道那个文件到底是否存在，怎么办？先判断，在创建？不是原子操作。O_EXCL和O_CREAT配套使用，如果存在，则返回-1，如果不存在，则创建该文件
O_SYNC，在写数据的时候，要等数据写入真正写入磁盘，并且会改变文件属性属性（比如文件长度）。
O_DSYNC，这个仅仅是写入数据，不等待属性变化，仅当文件属性需要更新以反应数据变化时，这个选项才影响文件属性
O_RSYNC，等待所有写的未决操作都完成

fd1 = open(filename, oflags);
fd2 = dup(fd1);
fd3 = open(filename, oflags);

前两行表明fd1,fd2同时指向了同一个文件表项，并且每调用一次open函数都会创建一个新的文件表项，fd则指向了另外一个文件表项，但是这两个文件表项指向同一个v节点

./a.out > outfile 2>&1 与./a.out 2>&1 > outfile的区别

shell是从左向右执行的，第一个首先将标准输出重定向到outfile文件，即文件描述符1代表outfile的文件表项，紧接着2>&1，相当于调用了dup2(1,2)函数，复制了一个文件描述符2，和1同时指向一个文件表项，通过前面可以知晓1指向的是outfile的文件表项，所以最终文件描述符1,2都指向了outfile文件表项。
第二个，首先调用dup(1,2)，复制了一个文件描述符2，和1同时指向标准输出的文件表项，紧接着标准输出重定向到outfile文件中，这时候1描述符就指向了outfile文件表项，2依然指向的是标准输出的文件表项

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

int main() {
        int fd = open("./tmp", O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND);
        int fd2 = dup(fd);
        write(fd, "hello", 5);
        int offset = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);
        char buf[10] = {0};
        int offset_2 = lseek(fd2, 0, SEEK_CUR);
        read(fd2, buf, 3);
        printf("%c\n", buf[0]);
        int n = lseek(fd2, -8, SEEK_CUR);
        read(fd2, buf, 5);
        printf("%s\n", buf);
        write(fd, "end!", 4);
        return 0;
}

程序中fd，fd2拥有的是同一个文件表项，也就是拥有同一个文件指针，对fd进行写操作会改变文件指针的位置，fd2读数据的时候，用的就是这个更改后的位置：write(fd, "hello", 5);文件指针指向5，read(fd2, buf, 3);会在当前的文件指针5的位置开始读，显然是没有数据的，这时候调用lseek(fd2, -8, SEEK_CUR);，改变了指针位置，read(fd2, buf, 5);，这时候就有数据，下面紧接着write(fd, "end!", 4);，本来是可以在上次读到的位置继续写的，但是O_APPEND这个标志起到了作用，每当write的时候会先将文件标志移动到最后，再写。

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

读普通文件，如果每次读入30个字符，文件内有100个字符，read函数在读入最后10个的时候，首先返回10，告诉调用者读入了10个字符，再次读返回0
读终端设备，每次读入一行
当从网络读时，网络中的缓冲机制可能造成返回值小于要求读的字节数
当从管道或者FIFO读时，如若管道包含的字节数少于要求的数量，则read只返回实际可用的字节数
当从某些面向记录的设备读时（磁带），一次返回一个字符
当某以信号造成终端，并且已经读入了部分数据？

dup,fork新增的文件描述符和原来的文件描述符指向同一个文件表项，
一个文件被多个进程打开，或者被一个进程打开多次，他们是如何协同工作的呢？下面3中数据结果决定了这个性质

每个进程有一张表，记录着进程打开的所有文件描述符
- 文件描述符标志
- 指向文件表项的指针
文件表项
- 指针偏移
- 文件状态标志，O_CREATE, O_APPEND....
- 指向v节点表
v节点表
- v节点信息
- i节点信息
- 文件长度。注：lseek仅仅更改了文件表项中的偏移，并没有实际的I/O操作
  write操作后，文件指针会后移，如果超过了文件长度，则文件长度会变为当前位置的偏移量，如果设置了O_APPEND，则每次写操作的是，都会将文件指针变为文件的长度，再写
  lseek定位到文件尾端也是读取i节点的文件长度信息

int dup(int oldfd);
int dup2(int oldfd, int newfd);

dup函数返回指向该文件的一个文件描述符，且是目前最小的文件描述符。
dup2函数可以指定你想要的心的文件描述符，如果newfd有打开的文件，那就先关闭。如果和oldfd一样，则直接返回（想想，关闭同一个文件，再打开，多浪费感情）
两者指向同一个文件表项，但是每个文件描述符都有自己文件描述符标志
fcntl函数也可以实现dup2的功能，但是它得先关闭newfd，dup2确实原子操作

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

#define O_ACCMODE      0003
#define O_RDONLY         00
#define O_WRONLY         01
#define O_RDWR           02

判断一个文件的这三个属性，需要用& O_ACCMODE,获得这个标志位

复制一个文件描述符 F_DUPFD，目前就一个FD_CLOEXEC
获取/设置文件描述符标志 F_SETFD/F_GETFD
获取/设置文件状态标志 F_SETFL/F_GETFL
获取/设置异步I/O所有权 F_SETOWN/F_GETOWN
获取/设置记录锁
想设置文件状态标志，必须先获取，再取或操作，再设置

UNIX 文件I/O

内容目录