APUE 學習記錄 20200628

3.7 函數read

調用read函數從打開文件中讀數據。

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes); // 返回值：讀到的字節數，若已到文件尾，返回0；若出錯，返回-1

如read成功，則返回讀到的字節數。如已到達文件的尾端，則返回0.
有多種狀況可以使實際讀到的字節數少於要求讀的字節數：

• 讀普通文件時，在讀要求字節數以前已到達了文件尾端。
• 當從終端設備讀時，一般一次最多讀一行。
• 當從網絡讀時，網絡中的緩衝機制可能形成但繪製小於所要求讀的字節數。
• 當從管道或FIFO讀時，如若管道包含的字節少於所需的數量，那麼read將只返回實際可用的字節數。
• 當從某些面向記錄的設備（如磁帶）讀時，一次最多返回一個記錄。
• 當一信號形成中斷，而已經讀了部分數據量時。

讀操做從文件的當前偏移量處開始，在成功返回以前，該偏移量將增長實際讀到的字節數。

POSIX.1從幾個方面對read函數的原型作了更改。經典的原型定義是：

int read(int fd, char *buf, unsigned nbytes);

• 首先，爲了與ISO C一致，第二個參數由char *改成void *。在ISO C中，類型void *用於即是通用指針。
• 其次，返回值必須是一個帶符號整型（ssize_t），以保證可以返回正整數字節數、0或-1。
• 最後，第三個參數在歷史上是一個無符號整型，這容許一個16位的實現一次讀或寫的數據能夠多達65534個字節。

3.8 函數write

調用write函數向打開文件中寫數據。

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, void * buf, size_t nbytes); // 返回值：若成功，返回已寫的字節數；若出錯，返回-1

其返回值一般與參數nbytes值相同，不然表示出錯。write出錯的一個常見緣由是磁盤已寫滿，或者超過了一個給定進程的文件長度限制。

對於普通文件，寫操做從文件的當前偏移量處開始。若是在打開文件時，制定了O_APPEND選項，則在每次寫操做以前，將文件偏移量設置在文件的當前結尾處。在一次成功寫以後，該文件偏移量增長實際寫的字節數。

3.9 I/O的效率

Page 58 示例：只使用read和write函數複製一個文件。

#include "apue.h"

#define BUFFSIZE 4096

int main(void)
{
    int n;
    char buf[BUFFSIZE];

    while((n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFFSIZE)) > 0)
        if(write(STDOUT_FILENO, buf, n) != n)
            err_sys("write error");

    if(n < 0)
        err_sys("read error");

    exit(0);
}

關於該程序應注意如下幾點：

• 它從編撰輸入讀，寫至標準輸出，這就假定在執行本程序以前，這些標準輸入、輸出已由shell安排好。
• 考慮到進程終止時，UNIX系統內核會關閉進程的全部打開的文件描述符，因此此程序並不關閉輸入和輸出文件。
• 對UNIX系統而言，文本文件和二進制代碼文件並沒有區別，因此本程序對這兩種文件都有效。

咱們尚未回答的一個問題是如何選取BUFFSIZE值。使用本程序在ext4文件系統上（磁盤塊長度爲4096字節），讀516581760字節的結果以下：

CPU時間最小值出如今4096及之後的位置，繼續增長緩衝區長度對此時間機會沒有影響。大多數文件系統爲改善性能都採用某種預讀技術，當檢測到正進行順序讀取時，系統就試圖讀入比應用所要求的更多數據，並假象應用很快就會讀這些數據。