apue- chapter 3 文件IO

1.函数open和函数openat

#include<fcnl.h>
int open(const char *path,int oflag,.../*mode_t mode */)
int openat(int fd,const char *path,int oflag,.../*mode_t mode*/)
//两个函数的返回值：若成功，返回文件描述符；若出错，返回-1

oflag 参数可用来说明此函数的多个选项。用下列一个或者多个常量进行“或运算”构成oflag参数。（常量定义在头文件<fcntl.h>）

O_RDONLY	只读打开
O_WRONLY	只写打开
O_RDWR	读、写打开
O_EXEC	只执行打开
O_SEARCH	只搜索打开（应用于目录）
O_APPEND	每次写的时候都追加到文件的末尾
A_CLOSEXEC	把FD_CLOSEXEC常量设置为文件描述符标志
O_CREAT	若该文件不存在，就创建这个文件
O_DIRECTORY	如果path引用的不是目录，则出错
O_EXCL	如果同事指定了O_CREAT，而文件已经存在，则出错。用此可以测试一个文件是否存在，如果不存在，就创建这个文件
O_NOCTTY	如果path引用的是终端设备，则不将该设备分配作为此进程对的控制终端
O_NOFOLLOW	如果path引用的是一个符号链接，则出错
O_NONBLOCK	如果path引用的是一个FIFO,一个块特殊文件或者一个字符特殊文件，则此选项为文件的本次打开操作和后续的I/O操作设置非阻塞方式
O_SYNC	使得每次write等待物理I/O操作完成，包括由该write操作引起的文件属性更新所需的IO
O_TRUNC	如果此文件存在，而且为只写或者读-写成功打开，则将该长度截断为0
O_TTY_INIT	如果打开一个还未打开的终端设备，设置非标准termios参数值，使其符合Single UNIX Specification
O_DSYNC	使得每次write都要等待物理I/O操作完成，但是如果该写操作并不影响读取刚写入的数据，则不需要等待文件属性被更新
O_REYNC	使得每一个以文件描述符作为参数进行的read操作等待，直至所有对文件同一部分挂起的写操作都完成

通过fd参数把open和openat函数区分开，共有下述3种可能：

1. path参数指定的是绝对路径的名称，在这个情况下，fd参数被忽略，openat函数相当去open函数
2. path参数指定的是相对路径名，fd参数支出了相对路径名在文件新系统的开始位置。fd参数是通过打开相对路径名所在的目录来获得的。
3. path参数指定了相对路径名，fd参数具有特殊值AT_FDCWD。在这种情况下，路径名在当前目录中获取，openat函数在操作上与open函数类似

2.函数create

#include <fcntl.h>
int creat(const char * path,mode_t mode);//创建一个文件
等价于以下调用：
open(path,O_WRONLY|O_CREATE|O_TRUNC,mode)

3.函数close

//可以调用close函数关闭一个打开的文件
#include <unistd.h>
int close(int fd);

4.函数lseek

　　可以利用函数lseek为一个打开的文件设置偏移量。

#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence)//此函数的返回值是文件的当前偏移量
/*
其中，whence取值为SEEK_SET,该文件的偏移量设置为距离文件开头offset个字节
若whence为SEEK_CUR,则该文件的偏移量设置为当前值加 offset,offset可正可负
若whence为SEEK_END,则将该文件的偏移量设置为文件长度加offset,offset可正可负
*/

　　如果文件的描述符指向一个管道，FIFO或网络套接字，则lseek返回-1，并且将errno设置为ESPIPE。程序实例如下：

#include "apue.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    if(lseek(STDIN_FILENO,,SEEK_CUR)==-)
        cout<<"can't seek"<<endl;
    else
        cout<<"seek OK!"<<endl;

    return ;
}

输出：can't seek

　　可以通过lseek跳过一段长度的空间，创建一个具有空洞的文件。

5.函数read

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd,void *buf,size_t nbytes);
//read成功，返回读到的字节数目。如果已经达到文件的末尾，则返回0

　　优肯那个实际读到的字节数小于要求读的字节数目nbytes

6.函数write

　　调用函数write函数向打开的文件中写入数据。

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd,const void *buf,size_t nbytes)
//若成功，返回写入的字节数目，若出错，返回-1

7.原子操作-函数pread和函数pwrite

　　函数pread和函数pwrite允许原子性地定位并执行I/O。

#include<unistd.h>
ssize_t pread(int fd,void *buf,size_t nbytes,off_t offset);
//返回值：读到的字节数，若已经到达字节尾，返回0,若出错，返回-1
ssize_t pwrite(int fd,const void *buf,size_t nbytes,off_t offset);
//返回值，若成功，返回已经写的字节数目；若出错，返回-1

　　调用pread相当于调用lseek后调用read，但是pread又与这种顺序调用有下列重要区别：

　　调用pread时，无法中断其定位和读操作；

　　不更新当前文件偏移量。

　　调用pwrite相当于调用lseek后调用write，但是pwrite又与这种顺序的调用有下列重要区别：

　　调用pwrite时，无法中断其定位和写操作；

　　不更新当前文件偏移量。

8.函数dup和dup2

　　下面两个函数都可以用来复制一个现有的文件描述符。

#include<unistd.h>
int dup(int fd);
int dup2(int fd,int fd2);

　　利用函数dup，我们可以复制一个描述符。传给该函数一个既有的描述符，它就会返回一个新的描述符，这个新的描述符是传给它的描述符的拷贝。这意味着，这两个描述符共享同一个数据结构。例如，如果我们对一个文件描述符执行lseek操作，得到的第一个文件的位置和第二个是一样的

　　dup2函数跟dup函数相似，但dup2函数允许调用者规定一个有效描述符和目标描述符的id。dup2函数成功返回时，目标描述符（dup2函数的第二个参数）将变成源描述符（dup2函数的第一个参数）的复制品，换句话说，两个文件描述符现在都指向同一个文件，并且是函数第一个参数指向的文件。dup2函数是原子操作。

9.函数sync,fsync,fdatasync

　　为了将缓存中的更改写回磁盘，保证缓冲区和文件系统的内容的一致性，需要调用这三个函数。

#include<unistd.h>
int fsync (int fd);
//只对文件描述符fd指定的一个文件起作用，并且等待写磁盘操作结束才返回
int fdatasync(int fd);
//类似于函数fsync,只对文件描述符fd指定的一个文件起作用，并且等待写磁盘操作结束之后才返回。可以用于数据库这样的应用程序。
void sync(void );
//将修改过的缓冲区排入写队列，然后返回，不等待实际磁盘操作结束。

返回值：如果成功就返回0，否则返回-1

10.函数 fcntl

　　fcntl函数可以改变已经打开的文件的属性。

#include<fcntl.h>
int fcntl(int fd,int cmd,.../*int arg*/)
//返回值 :若成功，则依赖于cmd;若出错，返回-1

　　fcntl函数有以下5种功能：

（1）复制一个已有的描述符（cmd=F_DUPFD或F_DUPED_CLOSEXEC）

（2）获取/设置文件描述符标识(cmd=F_GETFD或者F_SETFD)

（3）获取/设置文件状态标识(cmd=F_GETFL或者F_SETFL)

（4）获取/设置文件状态标识(cmd=F_GETOWN或者F_SETOWN)

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