APUE 学习笔记(二) 文件I/O

1. 文件I/O

对于内核而言，所有打开的文件都通过文件描述符引用，内核不区分文本文件和二进制文件

open函数：O_RDONLY  O_WRONLY  O_RDWR

create函数：

close函数：关闭一个文件时还会释放该进程加在该文件上的所有记录锁

lseek函数：显式地为一个打开的文件设置其偏移量

每个打开的文件都有一个与其相关联的 "当前文件偏移量"，用以度量从文件开始处计算的字节数，通常，读、写操作都从当前文件偏移量处开始，并使偏移量增加所读写的字节数

文件偏移量可以大于文件的当前长度，写该文件会在文件中形成一个空洞，文件中的空洞并不要求在磁盘上占用存储区。

 

read函数： 实际读到的字节数少于所要求读的字节数 的情况：

(1) 读普通文件时，在读要求字节数之前已达到了文件尾端，比如到达文件尾端之前还有30字节，而要求读100字节，那么下一次read会返回30字节，再下一次返回0

(2) 当从终端设备读时，通常一次最多读一行

(3) 当从网络套字节读时，网络中的缓冲机制可能造成返回值小于所要求读的字节数

(4) 当从管道或FIFO读时，例如 管道包含的字节数少于所需的数量，那么read将只返回实际可用的字节数

(5) 当某一信号造成中断，而已经读了部分数据量时

 

write函数：其返回值要与所写的字节数相同，否则表示出错

 

2.文件共享

内核使用三种数据结构来表示打开的文件

 

(1)每个进程在进程表中都有一个记录项，包含文件描述符表，有一个文件描述符标志和指向文件表项的指针

(2)内核为所有打开文件维护一张文件表，包含 文件状态标志、当前文件偏移量、指向该文件V节点表项的指针

(3)每个打开文件都有一个v节点结构，Linux使用inode节点结构,记录文件的元信息，对应于fstat函数

 

 

一个给定的文件只有一个v节点表项

每个进程都有它自己对该文件的当前偏移量

 

3. dup和dup2函数：复制一个现存的文件描述符

函数返回的新描述符与输入参数描述符共享同一个文件表项

 

4.fcntl函数

fcntl函数可以改变已打开的文件的性质

int fcntl(int fd, int cmd, ...)

fcntl函数有5中功能：

(1)复制一个现有的描述符 (cmd = F_DUPFD)

(2)获取/设置文件描述符标记 (cmd = F_GETFD, F_SETFD)

(3)获取/设置文件状态标志 (cmd = F_GETFL, F_SETFL)

(4)获取/设置异步I/O所有权 (cmd = F_GETOWN, F_SETOWN)

(5)获取/设置记录锁 (cmd = F_GETLK, F_SETLK, F_SETLKW)