APUE（3）---文件I/O (3)

12、函數sync、fsync和fdatasync

　　延遲寫：傳統的Unix系統在內核中設有緩衝區或頁高速緩衝，大多數磁盤I/O都經過緩衝區進行，當咱們向文件寫入數據時，內核一般先將數據複製到緩衝區，而後排入隊列，晚些時候再寫入磁盤。Unix系統提供了sync、fsync和fdatasync三個函數。

#include <unistd.h>
int fsync(inf fd);
int fdatasync(int fd);
//若成功，返回0；若出錯，返回-1
void sync(void);

　　sync只是將全部修改過的塊緩衝區排入寫隊列，而後就返回，它並不等待實際磁盤操做結束。一般稱爲update的喜歡守護進程週期性地調用sync函數，這就保證了按期沖洗（flush）內核的塊緩衝區。

　　fsync函數只對內核文件描述符fd指定的一個文件起做用，而且等待寫磁盤操做結束後才返回，其主要應用場景是數據庫內應用。

　　fdatasync函數相似fsync，但他至響應文件的數據部分。而除數據外，fsync還會更新文件的屬性。

十3、函數fcntl

#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, .../*int arg*/);
//若成功，則依賴於cmd；若出錯，則返回-1

　　　fcntl函數能夠改變已經打開文件的屬性，有如下5個功能：

1.複製一個已有的描述符（cmd = F_DUPFD 或 F_DUPED_CLOEXEC）

2.獲取、設置文件描述符標誌（cmd = F_GETFD 或 F_SETFD）

3.獲取、設置文件狀態標誌（cmd = F_GETFL 或 F_SETFL）

4.獲取、設置異步I/O全部權（cmd = F_GETOWN 或 F_SETOWN）

5.獲取、設置記錄鎖（cmd = F_GETLK、F_SETLK 或 F_SETLKM）

F_DUPFD   　　　　 : 複製文件描述符fd，新文件描述符做爲函數返回值，它是還沒有打開的各描述符中大於或等於第三個參數值返回。新描述符和fd共享一張文件表項，可是新文件描述符由他本身的一套文件文件描述符標誌。其FD_CLOEXEC文件描述符標誌被清除。

F_DUPED_CLOEXEC: 複製文件描述符，設置與新描述符關聯的FD_CLOEXEC文件描述符標誌的值。

F_GETFD　　　　　  : 對應於fd的文件描述符標誌做爲函數值做爲返回。當前只定義了一個文件描述符標誌FD_CLOEXEC

F_SETFD　　　　　  : 對於fd設置文件描述符標誌。新標誌值按第三個參數設置。

F_GETFL　　　　　   : 對應fd的文件狀態標誌做爲函數值返回，其返回值和open的標誌位一致。

F_SETFL                 : 將文件狀態標誌設置爲第三個參數的值：能夠更改的幾個標誌是：O_APPEND、O_NONBLOCK、O_SYNC、O_DSYNC、O_RSYNC、O_FSYNC和O_ASYNC

F_FETOWN　　        : 獲取當前接受SIGIO和SIGURG信號的進程或進程組ID

F_SETOWN             :設置SIGIO和SIGURG信號的進程ID或進程組ID。正的arg指定一個進程ID，負的arg指定一個進程組ID。

#include "apue.h"
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int val;
    if(argc != 2)
    {
        err_quit("usage : a.out <descripor#>");
    }
    
    if((val = fcntl(atoi(argv[1]), F_GETFL, 0)) < 0)
    {
        err_sys("fcntl error for fd %d\n", atoi(argv[1]));
    }
    
    switch(val & O_ACCMODE)
    {
    case O_RDONLY:
    printf("read only");
    break;
    case O_WRONLY:
    printf("write only");
    break;
    case O_RDWR:
    printf("read write");
    break;
    default:
    err_dump("unknow access mode");     
    }
    
    if(val & O_APPEND)
    {
        printf(", append");
    }
    
    if(val & O_NONBLOCK)
    {
        printf(", nonblocking");
    }
    
    if(val & O_SYNC)
    {
        printf(", synchronous writes");
    }
    
// #if !defined_ ( _POSIX_C_SOURCE) && defined_(O_FSYNC) && (O_FSYNC != O_SYNC)
    if(val & O_FSYNC)
    {
        printf(", synchronous writes");
    }
// #endif

    putchar('\n');
    exit(0);
}

3-5：對於指定的描述符打印文件標誌

　　在修改文件描述符標誌或文件狀態標誌時必須謹慎，先要得到如今的標誌值，而後定期望值修改他，而後設置新標誌值。不能只是執行F_SETFD或F_SETFL命令，這樣會關閉之前設置的標誌位：

void set_fl(int fd, int flags)
{
    int val;
    if((val = fcntl(fd, F_GETFL, 0)) < 0)
    {
        err_sys("fcntl F_GETFL error");
    }
    
    val |= flags;
    
    if(fcntl(fd, F_SETFL, val) < 0)
    {
        err_sys("fcntl F_SETFL error");
    }
}

3-6：對一個文件描述符開啓一個或多個文件狀態標誌

　　在Unix系統中，一般write只是將數據排入隊列，而實際的寫磁盤操做則可能在之後的某個時刻進行。而數據庫系統則須要使用O_SYNC，這樣一來，他從write返回時就知道數據已確實寫到了磁盤上，以避免在系統異常時產生數據丟失。數據的安全性獲得了保證，其代價是設置O_SYNC會顯著增長系統時間和時鐘時間。

十4、函數ioctl和/def/fd

　　iotl函數一直是I/O操做的雜物箱。不能用本章其餘函數表示的I/O操做一般都能用ioctl標識。終端I/O是使用ioctl最多的地方。

　　較新的系統都提供名爲/dev/fd的目錄，其目錄項是名爲0、一、2等的文件。打開文件/dev/fd/n等效於複製描述符n。