《UNIX环境高级编程》笔记--read函数，write函数，lseek函数

1.read函数

调用read函数从文件去读数据，函数定义如下：

#include <unistd.h>
ssize_t read(int filedes, void* buff, size_t nbytes);

成功则返回实际读取的byte数，如果已经达到文件结尾则返回0，出错则返回-1.

2.write函数

调用write函数向打开的文件写入数据，函数定义如下：

#include <unistd.h>
ssize_t write(int filedes, void* buff, size_t nbytes);

成功则返回实际写入的byte数，出错则返回-1.

3.lseek函数

每个打开的文件都有一个关联的“当前偏移量”，用于记录从文件到当前当前位置的偏移字节数，lseek函数是设置这个当前偏移量

的函数，函数的声明如下：

#include <unistd.h>
off_t lseek(int filedes, off_t offset, int whence);

成功则返回新的文件偏移量，失败则返回-1.

如果whence是SEEK_SET，则文件的偏移量设置为文件开始加上offset个字节。

如果whence是SEEK_CUR，则文件的偏移量设置为当前偏移量开始加上offset个字节，offset可正可负。

如果whence是SEEK_END，则文件的偏移量设置为文件长度加上offset个字节，offset可正可负。

不是每个文件都能够设置偏移量，有些文件如管道，FIFO或socket，无法设置偏移量，可以使用如下函数测试是否可以设置偏移量，

如果返回-1，则表示不可以。

off_t currpos;
currpos = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);

2.实践

创建一个文件，往文件中写入10个字符，然后再使用lseek定位文件开始加上4个字节的偏移量，然后读取接下来的内容。

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

int main(void){
        int fd,byteNum,result;
        char wbuf[10] = "123456789";
        char rbuf[10];
        if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){
                perror("open");
                return -1;
        }

        if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){
                perror("write");
                return -1;
        }

        if((result = lseek(fd, 4, SEEK_SET))<0){
                perror("lseek");
                return -1;
        }

        if((byteNum = read(fd, rbuf, 10)) < 0){
                perror("read");
                return -1;
        }

        printf("read content:%s\n",rbuf);

        close(fd);
        return 0;
}

运行结果：

read content:56789

如果将偏移量设置为文件开始加上一个负数，调用lseek就会出错。

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

int main(void){
        int fd,byteNum,result;
        char wbuf[10] = "123456789";
        char rbuf[10];
        if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){
                perror("open");
                return -1;
        }

        if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){
                perror("write");
                return -1;
        }

        if((result = lseek(fd, -1, SEEK_SET))<0){
                perror("lseek");
                return -1;
        }

        if((byteNum = read(fd, rbuf, 10)) < 0){
                perror("read");
                return -1;
        }

        printf("read content:%s\n",rbuf);

        close(fd);
        return 0;
}

运行结果：

lseek: Invalid argument

是不是offset就一定不能为负数呢，不一定，只要最终的偏移量不小于0就可以了，看下面的例子。

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

int main(void){
        int fd,byteNum,result;
        char wbuf[10] = "123456789";
        char rbuf[10];
        if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){
                perror("open");
                return -1;
        }

        if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){
                perror("write");
                return -1;
        }

        if((result = lseek(fd, -4, SEEK_CUR))<0){
                perror("lseek");
                return -1;
        }

        if((byteNum = read(fd, rbuf, 10)) < 0){
                perror("read");
                return -1;
        }

        printf("read content:%s\n",rbuf);

        close(fd);
        return 0;
}

运行结果：

read content:789

如果文件偏移量大于文件长度再写入数据，那么生成的文件就会出现空洞。先往文件写入10个字符，再跳过20个字符，再写入10个字符。

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

int main(void){
        int fd,byteNum,result;
        char wbuf[10] = "123456789";
        char rbuf[10];
        if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR))<0){
                perror("open");
                return -1;
        }

        if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){
                perror("write");
                return -1;
        }

        if((result = lseek(fd, 40960, SEEK_END))<0){
                perror("lseek");
                return -1;
        }

        if((byteNum = write(fd, wbuf, 10)) < 0){
                perror("write");
                return -1;
        }

        close(fd);
        return 0;
}

运行结果：

-rw------- 1 root root 40980 2013-09-09 15:03 a.txt

使用od命令查看文件内容：

root@virtual-machine:~# od -c a.txt

 

0000000   1   2   3   4   5   6   7   8   9  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0

0000020  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0

*

0120000  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0   1   2   3   4   5   6

0120020   7   8   9  \0

0120024

 

空洞的内容全部置为0

查看下文件占用的磁盘大小：

8 -rw------- 1 root root 40980 2013-09-09 15:41 a.txt

文件虽然有40980个字节，只占用了8个block，即8K（这边的block不是文件系统的block，而是kernel block，linux中，

kernel block大小为1K），如果是没有空洞的文件，则占用磁盘大小应该是44K。可见，虽然有空洞，但是实际存储时没

有占用文件大小的磁盘空间。