Android系统开发（7）——标准I/O与文件锁

一、常用函数

fopen:

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);

fread:

size_t  fread(void *ptz, size_t size, size_t nitems, FILE *stream);

fwrite:

size_t fwrite(const void *ptz, size_t size, size_t nitems, FILE *stream);

fclose:

int fclose(FILE *stream);

fflush:

int fflush(FILE *stream);

fseek:

int fseek(FILE *stream, long int offset, int where);

fgetc,getc,getchar

int fgetc(FILE *stream);

int fgetc(FILE *stream);

int getchar(); //标准输入

fputc,putc,putchar

int fputc(int c, FILE *stream);

int putc(int c, FILE *stream);

fgets,gets

char *fgets(char *s, int n, FILE *stream);

fputs,puts

int *fputs(char *s, FILE *stream);

int *puts(char *s);

在同级目录下建立一个文件file.in，用下面的代码实现文件拷贝（函数的参数可以使用man查找,或者参考libc文档）

#include <stdio.h>

int main(){
        char c;
        FILE *pin, *pout;
        //open file
        pin = fopen("file.in", "r");
        pout = fopen("file.out", "w+");
        while(c = fgetc(pin) != EOF){
                fputc(c, pout);
        }
        fclose(pin);
        fclose(pout);

        return 0;
}

当我们很清楚我们的物理资源和不想让一些缓存来干扰我们的时候（实时性要求高的地方）就可以使用底层的I/O操作，大部分情况下使用标准I/O操作就可以到达我们的要求。

二、文件锁定

假如有一个文件a,如果进程A在操作（修改）的时候，进程B有可能正在读文件，这样就会出现问题（有点像线程同步问题）。文件的锁定方式有文件型的记录型的两种，对文件的操作可分为独占和并发。

打开linux内核源码，可以看到内核中对文件锁如下定义

struct file_lock {
	struct file_lock *fl_next;	/* singly linked list for this inode  */
	struct list_head fl_link;	/* doubly linked list of all locks */
	struct list_head fl_block;	/* circular list of blocked processes */
	fl_owner_t fl_owner;
	unsigned char fl_flags;
	unsigned char fl_type;
	unsigned int fl_pid;
	struct pid *fl_nspid;
	wait_queue_head_t fl_wait;
	struct file *fl_file;
	loff_t fl_start;
	loff_t fl_end;

	struct fasync_struct *	fl_fasync; /* for lease break notifications */
	unsigned long fl_break_time;	/* for nonblocking lease breaks */

	const struct file_lock_operations *fl_ops;	/* Callbacks for filesystems */
	const struct lock_manager_operations *fl_lmops;	/* Callbacks for lockmanagers */
	union {
		struct nfs_lock_info	nfs_fl;
		struct nfs4_lock_info	nfs4_fl;
		struct {
			struct list_head link;	/* link in AFS vnode's pending_locks list */
			int state;		/* state of grant or error if -ve */
		} afs;
	} fl_u;
};

在Linux中有强制锁和建议锁两种锁，强制锁由系统内核空间支持（和内核操作相关的函数都会判断），建议锁其实就是一个标识锁由用户空间支持（手动判断）。

可以使用 man fcntl来查看

int fcntl(int fildes, in cmd, struct flock *arg);

需要的头文件：<unistd.h><fcntl.h>

参数二cmd:

F_GETLK  //得到锁

F_SETLK  //设置锁

F_SETLKW   //设置锁并等待返回

参数三：

struct flock {
               ...
               short l_type;    /* Type of lock: F_RDLCK(共享锁),
                                   F_WRLCK(独占锁), F_UNLCK (删除锁)*/
               short l_whence;  /* How to interpret l_start:
                                   SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END */
               off_t l_start;   /* Starting offset for lock （起点)*/
               off_t l_len;     /* Number of bytes to lock(长度） */
               pid_t l_pid;     /* PID of process blocking our lock
                                   (F_GETLK only)（拥有锁的进程ID号） */
               ...
           };

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main(){
        //open file
        int fd = open("hello", O_RDWRIO_CREAT, 0666);
        if(fd > 0){
                //lock file
                struct flock lock;
                lock.l_type = F_WRLCK;
                lock.l_whence = SEEK_SET;
                lock.l_start = 0;
                lock.l_len = 0;
                lock.l_pid = getpid();
                int rd = fcntl(fd, F_SETLK, &lock);

                printf("return value of lock:%d\n", rd);
                while(1){
                        rd++;
                }
        }
        return 0;
}

三、错误处理

系统级调用函数失败之后会设置外部变量error的值来指明失败原因。然后可以使用perror将最新的error输出。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main(){
        int fd = open("helloworld", O_RDONL, 0666);
        if(fd < 0){
                perror("open error");
        }

        return 0;
}