Linux下的文件I/O編程

linux下C語言對於文件的操做，咱們會常常用到fopen(），fclose()，fwrite(),fread(),fgets()等一系列庫函數，基本和是和windows下學習C語言同樣的，其實這些庫函數就是在linuxx下對系統調用函數的封裝，所以這裏只介紹系統函數下的文件操做函數。

（一）.open()打開文件

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include
int open(const char *pathname, int flags);

參數1：pathname，文件所在路徑
參數2：flags，文件權限，相對於程序進程
常見宏爲：O_WRONLY,O_RDONLY,O_RDWR,O_EXCL,O_APPEND,O_DUMP
參數3：mode，當建立文件時候使用，通常爲umask的值。
返回值： 成功返回文件描述符，不然返回-1.

（二）close，關閉一個文件。參數爲文件描述符

#include
int close(int fd);

（三）write,向文件中寫數據

#include
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

fd: 文件描述符
buf:存儲將要寫的數據
count: 寫入的長度，以字節爲單位
返回值：寫入成功時，返回寫入的字符長度，不然返回-1。

（四）read，讀文件中數據

#include
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

fd: 文件描述符
buf:存儲將要讀入的數據
count: 讀出的長度，以字節爲單位
返回值：讀成功時，返回讀出的字符長度，不然返回-1。
例如：
#include

（五）lseek，修改文件偏移量

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

fd: 文件描述符
offset：將要偏移 的字節數。
whence：從那開始偏移，宏定義以下：
SEEK_END 文件末尾
SEEK_CUR 當前偏移量位置
SEEK_SET 文件開頭位置
注意:當偏移量大於文件長度時，產生空洞，空洞是由所設置的偏移量超過文件尾端，並寫了一些數據形成了，其從原文件尾端到新偏移的位置之間便是產生的空洞。空洞不佔用磁盤空間，可使用：

du filename #查看文件所佔實際磁盤空間
ls filename #實際文件的大小

例如：

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

#define BUFF 12
int main()
{
char str1[BUFF] = "jigntikai";
char str2[BUFF] = "wojisuhihawe";

int fd;
if ( (fd = open("a.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0744)) =
{
perror("open file fail\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if( write(fd,str1,BUFF) == -1 )
{
perror("write fial fail\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if( lseek(fd,1024,SEEK_END) == -1 )
{
perror("lseek fail\n");
}

write(fd,str2,BUFF);

return 0;
}

（六）access 判斷文件是否具備讀，寫，可執行或者是否存在

#include
int access(const char *pathname, int mode);

pathname： 文件名
mode 能夠選擇如下宏：
F_OK 文件是否存在
R_OK 文件否具備讀權限
X_OK 文件否具備可執行權限
W_OK 文件否具備寫權限
返回值：知足mode中的參數而且正確執行則返回0 ，不然返回-1。

（七）dup或dup2，建立一個文件描述符，其指向同一個文件表

#include
int dup(int oldfd);

oldfd：原來的文件描述符
newfd:指定新的文件描述符數值，若是該描述已經存在則先將其關閉，若oldfd等於newfd，ze返回newfd,而不關閉。
在此簡單介紹一下文件的內核結構：首先計算機系統中有一個進程表，其中的每一個進程表項，該表項中有一個打開文件描述符表，該打開的文件描述表中有不少文件描述符表項，每項包括兩部分：文件描述符標誌與文件指針，其中文件指針指向一個文件表，文件表中存放着文件的狀態標誌便是否可讀是否可寫，當前文件的偏移量，還有一個v節點指針，指針v節點指針指向一個v節點表，v節點表主要存放文件的全部者，文件長度，文件的設備以及文件實際數據塊在磁盤上的位置等一系列信息。可能這樣描不太清楚，下面用一張圖來描述：

（八）sync與fsync

（對於如下會主要是針對的內核緩衝）因爲io操做會首先將數據放入內核緩衝區，因此在寫的時候若是出現系統故障則緩衝區的數據可能會丟失，因此爲了防止這種狀況發生，以上兩個函數使得內核緩衝區的數據當即寫入磁盤。

#include
void sync(void);將全部緩衝排入寫隊列，而後當即返回
int fsync(int fd);將全部緩衝排入寫隊列，直到該緩衝去的數據寫入磁盤後才返回。
int fdatasync(int fd);幾乎和fsync函數相同，只是fdatasync(int fd)函數隻影響數據部分，而fsync還會同步更新文件的屬性。

（九）fcntl函數，該函數能夠改變已經發開文件的性質

#include
#include
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );

fd:文件描述符
cmd 指明該函數執行什麼功能
F_DUPFD 賦值文件描述符，功能至關於dup和dup2函數。例如：

dup(fd)等價於
fcntl（fd,F_DUPFD，0）
dup2（oldfd,newfd）等價於
close（newfd）;
fcntl(oldfd,F_DUPFD,newfd);
F_GETFD 的到文件描述符標誌，當前之定義一個文件描述符標誌，FD_CLOSEEXEC.此時第三個參數被忽視。
F_SETFD 設置文件描述符標誌，設置的值是函數的第三個參數，其通常可設置爲0表示關閉，1表示打開。
F_SETFL 設置文件狀態標誌，其值放在函數的第三個參數，和open函數第二個參數的值同樣的。
F_GETFL 獲得文件狀態標誌。此時第三個參數被忽視。
arg 可選參數，根據第二個參數填寫。
返回值：出錯返回-1,不然哈返達到的標誌。
例如：

#include
#include
#include
#include

int main(int argc,char * argv[])
{
int fd;
int val=3;
if( (fd = open(argv[1],O_RDWR|O_APPEND)) == -1 )//測試一下是否能夠同時檢測出文件的讀寫屬性
{
exit(2);
}

if( val = fcntl(fd,F_GETFL,0) == -1 )
{
exit(1);
}
printf("%d\n",val);
printf("%d %d %d\n",O_RDONLY,O_WRONLY,O_RDWR);
int n = val & O_ACCMODE;

if( n == O_RDONLY)
printf("read\n");
if(O_WRONLY & val )
printf("write\n");
if( n == O_RDWR)
printf("read and write\n");
}

（十）最後再說一下Linux緩衝的問題吧

linux中有兩個級別的緩衝：IO緩衝與內核緩衝

（1）IO緩衝:對於標準IO操做，都會有一個緩衝區，當用戶想要寫數據時，首先將數據寫入緩衝區，待緩衝區滿以後才能調用系統函數寫入內核緩衝區。當用戶想讀取數據時，首先向內核讀取必定的數據放入IO緩衝區，讀操做從緩衝區中讀數據，當讀完IO緩衝區的數據時，才能再讀取數據到IO緩衝區。

目的：減小對磁盤的讀寫次數，提升工做效率。

（2）內核緩衝區:操做系統內核部分也有緩衝，其與IO緩衝區是不一樣的，其主要區別用一張圖表示：

 

本文地址：http://www.linuxprobe.com/linux-file-i-o.html編輯：馮瑞濤，審覈員：逄增寶