（19）Linux系统下的文件操作 && 文件系统接口

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已于 2024-01-06 23:38:34 修改 · 1.1k 阅读

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#linux #算法 #运维

于 2024-01-06 23:37:16 首次发布

前言：本篇主要讲解底层文件系统接口，详细介绍 open 接口和它的 flags 参数 (即系统传递标记位)，重点讲解 O_RDWR, O_RDONLY, O_WRONLY, O_CREAT 和 O_APPEND 这些操作模式。

一、先来段代码回顾C文件接口

hello.c写文件

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
 FILE *fp = fopen("myfile", "w");
 if(!fp){
 printf("fopen error!\n");
 }
 const char *msg = "hello bit!\n";
 int count = 5;
 while(count--){
 fwrite(msg, strlen(msg), 1, fp);
 }
 fclose(fp);
 return 0;
}

hello.c读文件

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
 FILE *fp = fopen("myfile", "r");
 if(!fp){
 printf("fopen error!\n");
 }
 char buf[1024];
 const char *msg = "hello bit!\n";
 while(1){
 //注意返回值和参数，此处有坑，仔细查看man手册关于该函数的说明
 ssize_t s = fread(buf, 1, strlen(msg), fp);
 if(s > 0){
 buf[s] = 0;
 printf("%s", buf);
 }
 if(feof(fp)){
 break;
 }
 }
 fclose(fp);
 return 0;
}

输出信息到显示器，你有哪些方法

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
 const char *msg = "hello fwrite\n";
 fwrite(msg, strlen(msg), 1, stdout);
 printf("hello printf\n");
 fprintf(stdout, "hello fprintf\n");
 return 0;
}

1、关于文件操作的思考

我们曾经讲过：文件 = 文件内容 + 文件属性 ①

文件属性也是数据！这意味着，即便你创建一个空文件，也要占据磁盘空间！所以：

② 文件操作 = 文件内容的操作 + 文件属性的操作

因此，在操作文件的过程中，既改变内容又改变属性的情况很正常，不要把它们割裂开来！

那么，所谓的 "打开" 文件，究竟在做什么？ ③

"打开文件不是目的，访问文件才是目的！"

访问文件时，都是要通过 fread,fwrite,fgets... 这样的代码来完成对文件的操作的，

如果通过这些方式，那么 "打开" 文件就需要将文件的属性或内容加载到内存 (memory) 中！

因为这是由冯诺依曼体系结构决定的，将来 \textrm{CPU} 要执行 fread,fwrite 来对文件进行读写的。

既然如此…… 是不是所有的文件都会处于被打开的状态呢？并不是！ ④

那没有被打开的文件在哪里？

对于文件的理解，在宏观上我们可以区分成 内存文件 (打开的文件) 和 磁盘文件。 ⑤ (存储在磁盘中)

⑥ 通常我们打开文件、访问文件和关闭文件，是谁在进行相关操作？

运行起来的时候，才会执行对应的代码，然后才是真正的对文件进行相关的操作。
实际上是进程在对文件进行操作！在系统角度理解是我们曾经写的代码变成了进程。

进程执行调度对应的代码到了 fopen,write 这样的接口，然后才完成了对文件的操作。
当我执行 fopen 时，对应地就把文件打开了，所以文件操作和进程之间是撇不开关系。

🔺 结论：学习文件操作，实际上就是学习 "进程" 与 "打开文件" 的关系。 ⑦

2、当前路径（Current Path）

文件的本质实际上是进程与打开文件之间的关系。

因此文件操作和进程有关系，我们写一下我们的代码，获取进程 $\textrm{pid}$ ，查一下进程信息：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
 
int main(void)
{
    FILE* pf = fopen("log.txt", "w"); // 写入
    if (pf == NULL) {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
 
    /* 获取进程 pid */
    printf("Mypid: %d\n", getpid());
 
    /* 打开文件后，等一等，方便查询 */
    while (1) {
        sleep(1);
    }
 
    const char* msg = "hello!";
    int count = 1;
    while (count <= 10) {
        fprintf(pf, "%s: %d\n", msg, count++);
    }
 
    fclose(pf);
}