常用系统io

一些常用的系统io基础

系统IO基本概念

​ 由于Linux系统下的“一切皆文件”，即Linux系统下的数据和程序均以文件形式存储。因而Linux内核提供了一组操作文件的函数接口，通常被称为系统io。

系统io基本API

open

头文件：

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

函数原型：

int fd = int open(const char *pathname,int flags);
int fd = int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode);

成功返回文件描述值（大于0的整数），失败返回-1；

功能：打开指定文件并获得一个文件描述符，或者创造一个新文件

同一个文件可以被多次打开

文件描述值：每打开一次文件就产生一个文件描述值（0、1、2被占用，分别为标准输入、标准输出、标准出错）

pathname为即将要打开的文件，mode 为即将创建的文件的权限（八进制）；

flags所代表的参数：（可以用位或的方式同时指定多个模式）

O_RDONLY:只读方式打开文件

O_WRONLY:只写方式打开文件

O_RDWR:读写方式打开文件

O_CREAT:如果文件不存在，创造文件

O_EXCL:如果O_CREAT创造文件存在，返回错误消息

O_NOCTTY:当文件为终端时，阻止该终端成为进程的控制终端

O_TRUNC:当文件已存在时，删除文件中原有数据

O_APPEND:以追加方式打开文件（需配合写模式）

mode 所表示的文件权限(八进制)

权限	读	写	执行	读	写	执行	读	写	执行
字符表示	r	w	s	r	w	s	r	w	s
数字表示	4	2	1	4	2	1	4	2	1
权限用户	文件所有者（usr)			文件所属组（group)			其他用户（other)
数字模式组合介绍
777	7(读、写、执行)			7(读、写、执行)			7(读、写、执行)
755	7(读、写、执行)			5(读、执行)			5(读、执行)
644	6(读、写)			4(读)			4(读) ​

文件描述值

打开文件时，内核会在未分配的文件描述符中分配一个最小的给打开的文件，本质是一个非负整数。

打开文件时，内核会产生一个指向file{}的指针，并将该指针放入一个位于file_struct{}的数组中，而该指针所在数组的下标，被函数open 返回用户，即为文件描述符（int型)。

• 文件描述符从0开始，每打开一个文件，就产生一个新的文件描述符。
• 可以重复打开同一个文件，每次打开文件都会使内核产生系列结构体，并得到不同的文件描述符
• 由于系统在每个进程开始运行时，都默认打开了一次键盘、两次屏幕，因此0、1、2描述符分别代表标准输入、标准输出和标准出错三个文件（两个硬件）。

close

头文件：

#include <unistd>

函数原型：

int close (int fd);

成功返回0，失败返回-1；

功能：关闭文件并释放相应资源。

重复关闭文件或关闭尚未打开的文件是安全的(会有失败返回)

read

头文件：

#include <unistd.h>

函数原型：

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

成功返回读到的字节数，失败返回-1；

fd :文件描述值

buf :缓冲区

count :想要读的字节数

• 参数count是读写字节数的愿望值，实际读写成功的字节数由返回值决定。
• 读取普通文件时，如果当读到了文件尾，read()会返回0。
• 读取管道文件时，如果管道中没有数据，read()默认会阻塞。

write

头文件：

#include <unistd.h>

函数原型：

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

成功返回写入的字节数，失败返回-1；

fd :文件描述值

buf :即将要写入的数据

count :想要写入字节数

lseek

头文件：

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

函数原型：

off_t lseek  (int fd,off_t  offset,int whence);

成功返回新文件位置偏移量，失败返回-1；

fd :文件描述值

offset：新位置偏移量相对于基准点偏移量（可正可负）

whence:

SEEK_SET:文件开头处

SEEK_CUR:当前位置

SEEK_END:文件末尾处

1. lseek函数可以将文件位置调整到任意的位置，可以是已有数据的地方，也可以是未有数据的地方，假设调整到文件末尾之后的某个地方，那么文件将会形成所谓“空洞”。
2. lseek函数只能对普通文件调整文件位置，不能对管道文件调整。
3. lseek函数的返回值是调整后的文件位置距离文件开头的偏移量，单位是字节。