第九章“学习笔记”

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I/O库函数

一、库函数基本内容

•   系统调用函数：open（）、read()、write()、lseek()、close()； 
• I/O库函数：fopen（）、fread（）、fwrite（）、fseek（）、fclose（）

1. 在系统调用中，文件描述符fd是一个整数，在库I/O中，fp是一个文件流指针。

2. fopen（）发出open（）系统调用用以获取文件描述符fd，在失败时返回一个null指针。

二、I/O库函数的算法

• fread算法。

1. 在第一次调用ferad（）时候，file结构体缓冲区是空的，fread（）使用保存的文件描述符fd发出一个n=read（fd，fbuffer，BLKSIZE）；系统调用，用数据块填充内部的fbuff[]。然后，它会初始化 fbuf[]的指针、计数器和状态变量，以表明内部缓冲区中有一个数据块。接着，通过将数据复制到程序的缓冲区，尝试满足来自内部缓冲区的fread()调用。如果内部缓冲区没有足够的数据，则会再发出一个read()系统调用来填充内部缓冲区，将数据从内部缓冲区传输到程序缓冲区，直到满足所需 的字节数(或者文件无更多数据)。将数据复制到程序的缓冲区之后，它会更新内部缓冲区的指针、计数器等，为下一个fread()请求做好准备。然后，它会返回实际读取的数据对象数量。

2. 在随后的每次fread()调用中，它都尝试满足来自FILE 结构体内部缓冲区的调用。 当缓冲区变为空时，它就会发出 read()系统调用来重新填充内部缓冲区。因此，fread()一方  面接受来自用户程序的调用，另一方面向操作系统内核发出 read()系统调用。除了read()系  统调用之外，所有fread()处理都在用户模式映像中执行。它只在需要时才会进入操作系统  内核，并且以一种最高效匹配文件的方式进入。它会提供自动缓冲机制，因此用户程序不必  担心这些其体操作。

• fwrite算法。

1. fwrite()算法与fread()算法相似，只是数据传输方向不同。最开始， FILE 结构体的内 部缓冲区是空的。在每次调用fwrite()时，它将数据写人内部缓冲区，并调整缓冲区的指 针、计数器和状态变量，以跟踪缓冲区中的字节数。如果缓冲区已满，则发出 write()系统调用，将整个缓冲区写入操作系统内核。

• fclose算法

1. 若文件以写的方式被打开， fclose()会先关闭文件流的局部缓冲区。然后，它会发出一  个close(fd)系统调用来关闭FILE结构体中的文件描述符。最后，它会释放FILE结构体， 并将FILE指针重置为NULL。

三、I/O库模式

1. 字符模式I/O
2. 行模式I/O
3. 格式化I/O

四、文件流缓冲

• 无缓冲
• 行缓冲
• 全缓冲2023-09-172023-09-172023-09-172023-09-172023-09-17

 

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