IO介绍...

在Linux下编程，类似打印输入操作，又或者是条件判断循环等等，和在Windows下使用C语言没有区别，可以直接从文件IO开始学习，因为这部分涉及系统调用和编程接口，与Linux的特性有关，和我们熟知的Windows有一定区别。

系统调用

        是一种程序接口，能让程序员在用户模式下使用到内核功能，这个过程是通过软中断的机制，向内核提交请求，以获取内核服务接口。一般来说用户模式下是无法直接访问内核的，因为内核关系到系统的安全。

        Linux的系统调用相当精简，只有两百多个，都是最基础最有用的功能，具体是哪些一一列出来凑篇幅也没有意义，到时候自然会记住。

编程接口

        系统调用是内核功能的程序接口(或者说函数)，编程接口就是系统调用的，但并不是一一对应的关系，主要通过C库实现。

Linux中的文件区分

        之前有介绍过，Linux中的文件系统，分为四种文件：普通文件，目录文件、链接文件、设备文件。

        内核通过文件描述符来区分他们，这是一个非负的索引值，指向进程中打开文件记录表(记录已经打开的文件的表)。使用open操作打开一个文件时，便会得到一个文件描述符，我们通过这个描述符来对文件进行定位进行操作。

        补充一点，每个进程启动时，在他的打开文件记录表中都会有三个文件，分别是标准输入、标准输出和标准错误处理，对应的描述符分别是0/1/2.但使用时最好用其宏定义。

基本文件操作

        文件操作也需要包含头文件types.h stat.h fcnt.h unistd.h

        函数返回值为负数(-1)则表示出错。

        文件在传参过程中尽可能的使用宏定义，可以提高阅读性。

        open();

                需要传入路径名，打开方式，存取权限

        close();

                只需要传入获得的文件描述符即可关闭。

        read();

                需要传入文件描述符、读出的数据缓冲区、读出字节数

        write();

                需要传入文件描述符，写入数据缓冲区，写入的字节数

        lseek();

                需要传入文件描述符，偏移量，当前位置基点

文件锁

        当多个用户需要同事访问同一文件时，又不允许，便使用文件锁来避免共享资源产生竞争状态。

        文件锁分为建议性锁和强制性锁，一般来说不怎么使用建议性锁。

        lockf();//施加建议性锁

        fcnt();//施加强制锁，还能对记录上锁

        需要传入文件描述符、控制指令、记录锁状态

        对于记录锁，又分为读取锁和写入锁

                读取锁：多个进程都能在文件的同一部分建立读取锁，实现文件的读共享

                写入锁：限制其他进程在文件上的写入，实现写互斥

        锁

        struct flock

        {

                short l_type;

                off_t l_start;

                short l_whence;

                off_t l_len;

                pid_t l_pid;

        }

多路复用

        什么是多路复用？简单说就是用一路通道实现多路不同的数据传输。采用的技巧往往是分时复用。

        IO处理模型

        阻塞IO：

        若某一进程的IO不能完成任务，该进程就会挂起,直到能够完成的条件出现，才能继续执行。一般在处理管道设备、终端设备和网络设备的读写时，会出现这种情况。

        非阻塞IO：

        若某一进程的IO不能完成任务，则执行IO操作的函数立即返回，并且返回出错。或者0。

        IO多路转接模型：

        当IO操作阻塞，让其中一个函数等待，等待期间能进行其他操作。常用的是select函数和poll函数。

        信号驱动IO：

        类似中断，由内核通知用户何时可以启动IO——安装一个信号处理重新，当捕捉到特定信号时，启动IO。

        异步IO模型：

        当数据准备好时，才启动IO。

标准IO

        所谓标准IO，也就是对于数据流的IO，之前的IO都建立在文件的基础上。

        标准IO的目的是减少read/write的调用，对于数据流标准IO提供三种类型的缓冲数据。

        全缓冲：填满IO缓存后才进行IO操作。存放在磁盘上的文件通常是由标准IO库实现。比如malloc使用的就是全缓冲。

        行缓冲：在输入输出过程中遇到行结束符，才执行IO操作，运行一次输出一个字符(fputc),但只有写了一行后才进行实际的IO。

        不带缓冲：相当于write操作，不对字符进行缓冲，一般标准出错使用这种方式，使错误信息能尽快显示。

标准操作

        打开文件

        fopen/fdopen/freopen

        以不同方式打开文件，但都返回一个FILE的指针。

        关闭文件

        fclose

        将缓冲区的数据全部写入到文件中，并释放该文件资源。

        读/写文件

        fread/fwrite

这样看好像和之前说的文件操作也没差别，为什么还要把二者分开？之前在讲文件IO时有一个函数叫lseek()，他的作用是定位文件指针在相应的位置，而这个指针就是我们每次read或者write的位置。

这样看，如果我们使用普通的文件操作，每次进行IO操作都要进行指针位置的更改，写入10个字符需要更改10次，每次写入都要重新调用write。但如果采用标准IO，我们可以将要输出的字符暂存，再作为一个数据流一次性输出。

十次系统调用和一次系统调用的开销显然是不一样的，这样也就做到了前面说的降低write/read等系统调用次数的目的。

这些都是个人理解，如若有误，欢迎指正。

其他标准IO

字符IO

putc/fputc/putchar  getc/fgetc/getchar

行IO

gets/fgets    puts/fputs

格式化IO

printf/scanf