文件操作API详解-优快云博客

函数open和openat

打开或新建一个文件

　　#include <fcntl.h>

　　int open(const char *path,int oflag...../*mode_t mode*/);

　　int openat(int fd,const char *path,int oflag.../*mode_t mode*/);

　　　　　　　　　　　　　　函数的返回值：若成功，返回文件描述符;若出错，返回-1；
我们将最后一个参数写为….，这种方法表明余下的参数的数量和类型是可变的。
　　　
path参数是要打开或创建文件的名字。oflag参数可用来说明此函数的多个选项（只读，只写，读写）；

当path参数是绝对路径，两个函数一致
当path是相对路径，fd参数指出了相对路径名在文件系统的开始地址，
path是相对参数，fd参数具有特殊值AT_FDCWD，这种情况下，路径名在当前工作目录获取，这个时候openat和open功能类似。

open和openat函数返回的文件描述符一定是最小的未用描述符值。

函数creat

创建一个新文件

　　#include<fcntl.h>

　　int creat(const char *path,mode_t mode);

　　　　　　　　　　返回值：若成功，返回为只写打开的文件描述符；若出错，返回-1；

等效open(path,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,mode);

函数close

　　#include<unistd.h>

　　int close(int fd);

　　　　返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1；

函数lseek

调用lseek 显式地为一个打开的文件设置偏移量

　#include<unistd.h>

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

　　　　　　返回值：若成功，返回新的文件偏移量；若出错，返回-1;
参数offset与whence有关：

若whence 是SEEK_SET,偏移量为文件开始处offset
若whence是SEEK_CUR，偏移量为当前值加offset,offset可正可负；
若whence是SEEK_END,偏移量设置为文件长度加offset,可正可负

如下，当文件偏移量大于文件长度时，系统是如何保存文件的

#include<apue.h>
  2 #include<fcntl.h>
  3 
  4 char buf1[]="abcdefghij";
  5 char buf2[]="ABCDEFGHIJ";
  6 
  7 int main()
  8 {
  9     int fd;
 10     if((fd=creat("file.hole",FILE_MODE))<0)
 11         err_sys("create error");
 12     if(write(fd,buf1,10)!=10)
 13         err_sys("buf1 write error");
 14     //offset now=10
 15     if(lseek(fd,16384,SEEK_SET)==-1)
 16         err_sys("lseek error");
 17     //offset now=16384
 18 
 19     if(write(fd,buf2,10)!=10)
 20         err_sys("write buf2 error");
 21     //offset now=16394
 22     exit(0);
 23 }

file_hole.c

函数read

从打开的文件中读数据

　#include<unistd.h>

　　ssize_t read(int fd,void* buf,size_t nbytes);

　　　　　　返回值：读到的字节数，若已到文件尾，返回0；若出错：返回-1；

函数write

向打开文件写数据

　#include<unistd.h>

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

　　　　　　返回值：若成功，返回已经写的字节数；若出错，返回-1；
其返回值通常与nbytes的值相同，否则出错；
　　

1 #include<apue.h>
  2 
  3 #define BUFFSIZE 4096
  4 
  5 int main()
  6 {   
  7     int n;
  8     char buf[BUFFSIZE];
  9     while((n=read(STDIN_FILENO,buf,BUFFSIZE))>0)
 10         if(write(STDOUT_FILENO,buf,n)!=n)
 11             err_sys("write error");
 12     if(n<0)
 13         err_sys("read error");
 14     exit(0);
 15 }          

Read_Write.c

文件共享

文件的三种结构

1.记录项：包含一张打开文件描述符表
2.文件表
3.V节点：包含了文件类型和操作文件的各种函数的指针

原子操作

函数pread和pwrite

#include<unistd.h>
ssize_t pread(int fd,void *buf,size_t nbytes,off_t offset);
//返回值：读到的字节数,若已到文件尾，返回0，若出错，返回-1
ssize_t  pwrite(int fd,const void *buf,size_t nbytes,off_t offset);
//返回值：若成功，返回已写的字节数；若出错，返回值-1

调用pread 相当于调用lseek后调用read,但是pread又与这种顺序调用有下列重要区别：

调用pread时，无法中断其定位和读操作
不更新当前文件偏移量

函数dup和dup2

两个函数都可以复制一个现有的文件描述符

#include<unistd.h>
int dup(int fd);
int dup2(int fd,int fd2);
//两函数的返回值：若成功，返回新的文件描述符；若出错，返回-1

由dup返回的文件描述符一定是当前可用描述符中最小的值。对dup2，可以用fd2参数指定新描述符的值。如果fd2已经打开，则先将其关闭，若fd等于fd2，则dup2返回fd2，而不关闭它。 函数sysnc、fsync和fdatasync

将缓冲区的数据写入磁盘

#include<unistd.h>
int fsync(int fd);
int fdatasync(int fd);
//返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1；
void sync(void);

sync只是将所有修改过的块缓冲区排入写队列，不等其是否写完就返回。 fsync支队fd指定的文件起作用并且等待写完才返回结束。 fdatasync类似fsync，但fsync只影响文件的数据部分，而除数据外，fdatasync还会同步更新文件的属性 函数fcntl

可以改变已经打开的文件的属性

#include<fcntl.h>
int fcntl(int fd,int cmd,.../*int arg */);
//返回值：若成功，则依赖于cmd;若出错，返回-1;

fcntl函数有以下5中功能

（1）复制一个已有的描述符(cmd=F_DUPFD或F_DUPFD_CLOEXEC)
（2）获取/设子文件的描述符标志（cmd=F_GETFP或F_SETFD)
（3）获取/设置文件状态标志（cmd=F_GETFL或F_SETFL)
（4）获取/设置异步I/O所有权（cmd=F_GETOWN或F+SETOWN)
（5）获取/设置记录锁（cmd=F_GETLK、F_SETLK或F_SETLKW)
程序的第一个参数指定文件描述符，并对还描述符打印其所选择的文件标志说明

#include<apue.h>
#include<fcntl.h>

   int main(int argc,char* argv[])
   {   
       int val;

       if(argc!=2)
           err_sys("usage:DupTest<descriptor#>");
      if((val=fcntl(atoi(argv[1]),F_GETFL,0))<0)
              err_sys("fcntl error for fd %d",atoi(argv[1]));

      switch(val&O_ACCMODE){
          case O_RDONLY:
              printf("read only");
              break;
          case O_WRONLY:
              printf("write only");
              break;
          case O_RDWR:
              printf("read write");
              break;
          default:
              printf("unkown access mode");
      }

      if(val&O_APPEND)
          printf(", append");
      if(val&O_NONBLOCK)
          printf(", nonblock");
      if(val&O_SYNC)
          printf(", synchronous writes");

  #if !defined(_POSIX_C_SOURCE)&&defined(O_FSYNC)&&(O_FSYNC!=O_SYNC)
      if(val&O_FSYNC)
          printf(", synchronous writes");
  #endif
      putchar('\n');
      exit(0);
  }

/dev/fd
较新的系统都提供名为/dev/fd/的目录，其目录项时名为0、1、2等的文件。打开文件/dev/fd/n等效于复制描述符n。某些系统提供路径名/dev/stdin,/dev/stdout和/dev/stderr，这些等效于/dev/fd/0,/dev/fd/1和/dev/fd/2