os模块篇（五）

使用文件对象的方法写入数据

f.write(‘Hello, world!’)

关闭文件对象

f.close()

在这个例子中，我们首先使用 os.open() 打开（或创建）一个文件，并获取其文件描述符。然后，我们使用 os.fdopen() 将这个文件描述符转换为一个可写的文件对象，并使用 write() 方法写入数据。最后，我们调用 close() 方法关闭文件。


需要注意的是，虽然 os.fdopen() 可以将文件描述符转换为文件对象，但它并不会关闭原始的文件描述符。这意味着，在调用 close() 方法之后，你仍然可以使用原始的文件描述符进行操作（尽管这样做通常是不安全的，因为它可能会导致数据竞争或其他问题）。如果你希望确保文件描述符被关闭，你应该只使用 os.fdopen() 返回的文件对象，并在完成操作后调用其 close() 方法。


## os.close(fd)


在 Python 的 os 模块中，并没有直接名为 s.close(fd) 的函数。可能你是指 os.close(fd)，这是用来关闭一个文件描述符（file descriptor）的函数。文件描述符是一个整数，通常用于在低级文件操作中标识打开的文件。


os.close(fd) 的作用是关闭由 fd 参数指定的文件描述符。这个操作会释放与该文件描述符相关联的资源，如打开的文件、网络连接等。在大多数情况下，当你使用 open() 函数打开一个文件时，Python 会自动为你管理文件描述符的打开和关闭。然而，在某些情况下，你可能会使用更低级的文件操作接口（如 os.open()），这时就需要手动调用 os.close() 来关闭文件描述符。


下面是一个使用 os.open() 和 os.close() 的例子：

import os

使用 os.open() 打开一个文件并获取文件描述符

fd = os.open(‘example.txt’, os.O_WRONLY | os.O_CREAT)

try:
# 使用文件描述符进行写操作（这里省略了实际的写操作）
# …

finally:
# 确保文件描述符被关闭
os.close(fd)

在这个例子中，os.open() 用于打开一个文件，并返回一个文件描述符。然后，你可以使用这个文件描述符进行低级的文件操作。在 try 块中执行完所有需要的操作后，使用 finally 块来确保文件描述符最终会被关闭，即使发生异常也是如此。


需要注意的是，如果你使用 os.fdopen() 将文件描述符转换为了一个文件对象，那么你通常不需要调用 os.close()，因为当文件对象被垃圾回收或者显式调用其 close() 方法时，Python 会自动关闭与之关联的文件描述符。然而，在某些特殊情况下，你可能仍然需要直接调用 os.close() 来确保资源被正确释放。


## os.closerange(fd\_low, fd\_high, /)


os.closerange(fd\_low, fd\_high) 是 Python os 模块中的一个函数，用于关闭从 fd\_low（包含）到 fd\_high（不包含）之间的所有文件描述符。


这个函数特别有用在当你打开了一组连续的文件描述符，并且希望在某个时刻关闭它们时。使用 os.closerange() 可以一次性关闭这个范围内的所有文件描述符，而不需要逐个调用 os.close()。


这里是一个使用 os.closerange() 的例子：

import os

假设我们打开了一些文件描述符

fd1 = os.open(‘file1.txt’, os.O_WRONLY | os.O_CREAT)
fd2 = os.open(‘file2.txt’, os.O_WRONLY | os.O_CREAT)
fd3 = os.open(‘file3.txt’, os.O_WRONLY | os.O_CREAT)

… 使用这些文件描述符进行写操作 …

现在，我们想要关闭从 fd1 到 fd3 的所有文件描述符

os.closerange(fd1, fd3 + 1) # 注意这里是 fd3 + 1，因为范围是不包含 fd_high 的

在这个例子中，os.closerange() 将关闭 fd1、fd2 和 fd3 这三个文件描述符。注意，传递给 os.closerange() 的 fd\_high 参数是不包含的，所以我们需要传递 fd3 + 1 而不是 fd3，以确保 fd3 也被关闭。


使用 os.closerange() 时需要小心，确保不会意外关闭其他不应该关闭的文件描述符。通常，在调用 os.closerange() 之前，你应该知道哪些文件描述符是在这个范围内的，并且这些文件描述符不再需要。


## os.copy\_file\_range(src, dst, count, offset\_src=None, offset\_dst=None)


s.copy\_file\_range() 不是一个标准的 Python 函数或方法。在 Python 的标准库中，并没有提供名为 s.copy\_file\_range() 的函数。然而，这个函数的名字听起来像是 Linux 系统调用 copy\_file\_range() 的一个封装或类似实现。


copy\_file\_range() 是一个 Linux 系统调用，它允许在一个文件描述符和另一个文件描述符之间直接复制数据，而不需要用户空间与内核空间之间的多次数据拷贝。这可以提高文件复制操作的效率，特别是当复制大量数据时。


copy\_file\_range() 的原型通常如下：

ssize_t copy_file_range(int fd_in, loff_t *off_in, int fd_out, loff_t *off_out, size_t len, unsigned int flags);

* fd\_in：源文件的文件描述符。
* off\_in：源文件中的偏移量，指向要复制数据的起始位置。
* fd\_out：目标文件的文件描述符。
* off\_out：目标文件中的偏移量，指向要写入数据的起始位置。
* len：要复制的数据长度。
* flags：控制复制行为的标志。


在 Python 中，如果你想要使用类似的功能，你可能需要依赖操作系统的特定接口或者通过其他方式实现。例如，你可以使用 Python 的 os 模块中的低级文件操作函数，结合 mmap 模块来映射文件到内存，然后直接复制内存中的数据。


这里是一个简化的例子，展示了如何使用 Python 的 os 和 mmap 模块来复制文件内容：

import os
import mmap

def copy_file_content(src_path, dst_path):
with open(src_path, ‘rb’) as src_file:
with open(dst_path, ‘wb’) as dst_file:
# 使用 mmap 模块映射源文件到内存
src_mmap = mmap.mmap(src_file.fileno(), 0)
# 写入映射的数据到目标文件
dst_file.write(src_mmap.read())
# 关闭映射
src_mmap.close()

使用函数

copy_file_content(‘source.txt’, ‘destination.txt’)

请注意，这个例子并没有使用 Linux 的 copy\_file\_range() 系统调用，而是使用了标准的文件读写操作。如果你需要更高效的文件复制，并且你的应用运行在支持 copy\_file\_range() 的 Linux 系统上，你可能需要编写一个使用 ctypes 或者其他方式调用原生系统调用的 Python 封装。


## os.device\_encoding(fd)


os.device\_encoding(fd) 是 Python 的 os 模块中的一个函数，用于获取与指定文件描述符 fd 关联的设备的编码名称。这个函数在 Python 3.6 版本中引入，用于确定如何正确解码从该文件描述符读取的字节。


函数返回一个字符串，表示设备的编码名称，例如 ‘UTF-8’ 或 ‘ISO-8859-1’。这个编码通常与特定设备的区域设置和配置有关。


例如，你可以使用 os.device\_encoding(fd) 来确定如何解码从终端或控制台读取的文本，这样你就可以确保以正确的编码处理输入和输出。


这里是一个简单的例子，展示了如何使用 os.device\_encoding(fd)：

import os
import sys

获取标准输出的文件描述符

fd = sys.stdout.fileno()

获取与文件描述符关联的设备编码

encoding = os.device_encoding(fd)

print(f"The encoding of the device associated with file descriptor {fd} is: {encoding}")

在这个例子中，我们获取了标准输出（sys.stdout）的文件描述符，并使用 os.device\_encoding(fd) 来确定其编码。这通常用于确保在跨平台的情况下，你能够以正确的方式处理终端输出。


需要注意的是，os.device\_encoding(fd) 可能在某些情况下抛出 OSError，特别是当文件描述符不指向一个终端设备或者无法确定其编码时。因此，在使用此函数时，最好进行异常处理。


## os.dup(fd, /)


件描述符。新的文件描述符和原始的文件描述符都引用同一个文件或套接字，并且具有相同的文件偏移量、权限和信号。


这个函数在 Unix 和类 Unix 系统（如 Linux）上可用，它提供了一种在不关闭原始文件描述符的情况下，创建对同一文件或套接字的另一个引用的方法。


这里是一个使用 os.dup() 的例子：

import os

打开一个文件并获取其文件描述符

fd = os.open(‘example.txt’, os.O_RDONLY)

复制文件描述符

fd2 = os.dup(fd)

现在，fd 和 fd2 都引用同一个文件，并且文件偏移量、权限等都是相同的

使用完文件描述符后，需要关闭它们

os.close(fd)
os.close(fd2)

在这个例子中，fd 和 fd2 都指向同一个文件 example.txt。这意味着，通过这两个文件描述符进行的读或写操作都会影响到同一个文件。


需要注意的是，os.dup() 仅仅复制了文件描述符，并没有复制文件描述符的状态（如非阻塞标志、信号等）。如果需要复制这些状态，可以使用 os.dup2() 函数，它允许你指定一个可选的 flags 参数来设置新文件描述符的状态。


此外，由于文件描述符是整数，并且是操作系统级别的资源，因此在使用 os.dup() 或其他文件描述符操作时，应小心确保不会耗尽文件描述符的可用范围或创建不必要的资源泄漏。在结束使用文件描述符后，应该使用 os.close() 函数来关闭它们。


## os.dup2(fd, fd2, inheritable=True)


os.dup2(fd, fd2, inheritable=True) 是 Python 的 os 模块中的一个函数，用于复制文件描述符。它将 fd（现有的文件描述符）复制到 fd2，并且关闭 fd2 之前的文件描述符（如果 fd2 之前已经打开的话）。如果 fd2 已经是一个有效的文件描述符，那么它会被关闭，并且 fd 会被复制到 fd2。


这个函数通常用于重定向输出或输入。例如，你可以将标准输出（通常是文件描述符 1）重定向到一个文件，这样所有的 print 调用都会将文本写入这个文件，而不是控制台。


inheritable 参数是一个布尔值，用于指定新的文件描述符是否可以被子进程继承。如果 inheritable 为 True，则新的文件描述符将被设置为可继承的，这意味着由当前进程创建的子进程将继承这个文件描述符。如果 inheritable 为 False，则文件描述符将不会被继承。


下面是一个使用 os.dup2() 的简单例子：

import os
import sys

打开一个文件用于写入

fd = os.open(‘output.txt’, os.O_WRONLY | os.O_CREAT)

保存原始的标准输出文件描述符

save_stdout = os.dup(1)

将标准输出重定向到我们的文件

os.dup2(fd, 1)

现在，所有打印到标准输出的内容都会写入到 ‘output.txt’

print(“Hello, this will be written to the file!”)

恢复原始的标准输出

os.dup2(save_stdout, 1)

再次打印，这次将输出到控制台

print(“This will appear on the console.”)

关闭文件描述符

os.close(fd)
os.close(save_stdout)

在这个例子中，我们首先将标准输出重定向到一个文件，然后恢复它，以便后续的打印调用输出到控制台。我们使用 os.dup(1) 来保存原始的标准输出文件描述符，这样在稍后我们可以使用 os.dup2() 来恢复它。


需要注意的是，当你改变文件描述符的指向时，你需要非常小心，因为这会影响到所有使用这个文件描述符的代码。务必在适当的时候恢复文件描述符的状态，避免造成不可预测的行为。


## os.fchmod(fd, mode)


os.fchmod(fd, mode) 是 Python 的 os 模块中的一个函数，用于改变已打开文件的访问权限。它直接修改文件描述符 fd 所引用的文件的权限，而不是文件名。这个函数特别有用，当你有一个文件描述符，但不知道与之关联的文件名时。
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**深知大多数Python工程师，想要提升技能，往往是自己摸索成长或者是报班学习，但对于培训机构动则几千的学费，着实压力不小。自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！**

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