linux文件 IO | 易学教程

系统调用：

由操作系统实现并提供给外部应用程序的编程接口，是应用程序同系统之间数据交换的桥梁

open 函数：

int open （char* pathname,int flags）  #include<unistd.h>
	参数：
	pathname :欲打开的文件路径名

	flags ：文件的打开方式 ：  O_RDONLY | O_WRONLY | O_RDWR  
	
	O_CREAT|O_APPEND（追加）|O_TRUNC（文件清零）|O_EXCL|O_NONBLOCK(设置非阻塞）

返回值： 

	成功： 打开文件所得到的 对应 文件描述符（整数）

	失败： -1 ，设置 errno

int open(char* pathname,int flags, mode_t mode)

	open（pathname,O_RDONLY |O_CREAT ,0664）;

参数：

	pathname：欲打开文件路径名

	flags： 文件打开方式： O_RDONLY | O_WRONLY | O_RDWR  O_CREAT|O_APPEND|O_TRUNC|O_EXCL|O_NONBLOCK

	mode： 参数3使用前提 惨2指定了 O_CREAT 取值8进制数，用来描述文件的访问权限

		创建文件的最终权限  mode& ~umask

返回值： 

	成功： 打开文件所得到的 对应 文件描述符（整数）

	失败： -1 ，设置 errno

close函数：

int close （int fd）

错误处理函数：与errno相关

printf（“xxxerrno%d\n”,errno）

char* strerror(int errno)

	printf("xxx error:%s\n",strerror(errno))

void perror(const char* s);

	perror("open error");

read 函数：

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

参数：

	fd：文件描述符

	buf：存数据的缓冲区

	count:缓冲区大小

返回值：

	0:读到文件末尾

	成功： 读到的字节数

	失败：—1 设置errno 并且errno = EAGIN 或 EWOULDBLOCK ,说明不是read 失败， 

		而是read在以非阻塞的方式读一个设备文件或网络文件，并且文件无数据

write 函数：

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

参数：

	fd：文件描述符

	buf：待写出数据的缓冲区

	count:数据大小

返回值：

	成功： 写入的字节数

	失败：—1 设置errno

strace命令：

跟踪程序执行，查看调用的系统函数

read write 实现 cp

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>

int main(int argc,char* argv[]){
  (void) argc;

  char buf[1024];

  int n=0;

  int fd1 = open(argv[1],O_RDONLY);
  if (fd1==-1){
    perror("open argv1 error");
    exit(1);
  }
  int fd2 = open(argv[2],O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0664);

  if (fd2==-1){
    perror("open argv2 error");
    exit(1);
  }


  while(n=read(fd1,buf,1024)){
    printf("读到字节数：%d\n",n);
    if(n<0){
      perror("read error");
      break;
    }
    write(fd2,buf,n);
  }
  close(fd1);
  close(fd2);

  return 0;

}

库函数和系统调用的比较

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>


int main(){

  FILE* fp,*fp_out;
  int n;

  fp = fopen("dixt.txt","r");
  if(fp==NULL){
    perror("fopen error");
    exit(1);
  }
  fp_out = fopen("dict.cp","w");
  if(fp==NULL){
    perror("fopen error");
    exit(1);
  }
  while((n = fgetc(fp))!= EOF){
    fputc(n,fp_out);


  }
  fclose(fp);
  fclose(fp_out);
  return 0;
}

include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>

#define N 1

int main(){
  int fd,fd_out;
  int n;
  char buf[N];

  fd = open("dixt.txt",O_RDONLY);
  if(fd<0){
    perror("open dict.txt error");
    exit(1);
    
  }
  fd_out = open("dict.cp",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0664);
  if(fd<0){
    perror("open dict.cp error");
    exit(1);
  }
  while((n = read(fd,buf,N))){
    if(n<0){
      perror("read error");
      exit(1);
    }
    write(fd_out,buf,n);
  }
  close(fd);
  close(fd_out);
  return 0;
}

预读入缓输出机制

在这里插入图片描述

结论

1.每一次读写操作都会发生用户态内核态转换耗费时间较长
2.库函数还有一个缓冲区大小4096字节切换状态少速度快
系统调用每次读或写一个字节频繁切换状态速度慢。

因此能用库函数尽量用库函数，数据较小时库函数 4096 缓冲区没满通讯实时性无法得到保障因此当一次性读写数据较少时用系统调用。

文件描述符：

pcb进程控制块 ：本质 结构体

成员： 文件描述符表

文件描述符： 0/1/2/3/4/...1023  最小未使用

0 -STDIN__FILENO

1 -STDOUT_FILENO

2 -STDERR_FILENO

阻塞非阻塞：是设备文件、网络文件的属性不是read write 的属性

	产生阻塞的场景 读设备文件 读网络文件 （常规文件无阻塞概念）

	/dev/tty --终端文件

	open("dev/tty",O_RDWR | O_NOBLOCK)  --设置/dev/tty 非阻塞状态（默认为阻塞状态）

fcntl:

int flgs = fcntl(fd ,F_GETFL)

flgs |= O_NONBLOCK

fcntl(fd,F_SETFL,flgs)

获取文件状态： F_GETFL

设置文件状态： F_SETFL

lseek函数：

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

参数：

	fd:文件描述符

	offset：偏移量

	whence：起始偏移位置，SEEK_SET（起始）/SEEK_CUR（当前）/SEEK_END（末尾）

返回值：

	成功： 较起始位置偏移量

	失败：-1 errno

应用场景：

	1.文件的“读”、“写”使用同一偏移位置
	列如：先read 10字节 再write时  从第11字节开始写

//文件的“读”、“写”使用同一偏移位置
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>

int main(){



  char* buf = "woxiangnile\n";
  int n;
  char ch;
  int fd = open("lseek.txt",O_RDWR | O_CREAT,0664);
  write(fd,buf,strlen(buf));
  //将光标移到起始位置 
  lseek(fd,0,SEEK_SET);
  	

  while(n=read(fd,&ch,1)){
    if(n==-1){
      perror("read errro");
    }
    write(STDOUT_FILENO,&ch,n);

  }

  return 0;

}

	2.使用lseek获取文件大小

//使用lseek获取文件大小
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<fcntl.h>
int main(int argc,char* argv[]){
  (void)argc;
  int fd = open(argv[1],O_RDWR);
  if(fd==-1){
    perror("open error");
    exit(1);
  }
  int lenth = lseek(fd,0,SEEK_END);
  printf("file size:%d\n",lenth);


  close(fd);

  return 0;

	3.使用lseek 拓展文件大小 要想使文件大小真正拓展，必须引起IO操作。

		使用 truncate 函数，直接拓展文件 int ret = truncate（“dict.cp”，250）
		将文件的大小拓展为 250

//将文件拓展增加 101个字节
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<fcntl.h>
int main(int argc,char* argv[]){
  (void)argc;
  int fd = open(argv[1],O_RDWR);
  if(fd==-1){
    perror("open error");
    exit(1);
  }
  int lenth = lseek(fd,100,SEEK_END);
  printf("file size:%d\n",lenth);

 write(fd,"a",1);
  close(fd);

  return 0;
}

传入参数：

1.指针作为函数参数

2.用const修饰

3.指针指向有效区域，在函数内部做读操作

传出参数：

1.指针作为函数参数

2.在函数调用之前，指针指向的空间可以无意义，但必须有效

3.在函数内部，写操作

4.函数调用结束后，充当函数返回值

传入传出参数：

1.指针作为函数参数

2,在函数调用之前，指针指向的空间有实际意义

3.在函数内部，先做读操作，后做些操作

4.函数调用结束后，充当函数返回值。

来源：CSDN

作者：我喜欢的人很优秀

链接：https://blog.csdn.net/weixin_44374280/article/details/104242803

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