linux下的fopen与open区别

博客介绍了非缓冲文件系统(open)和缓冲文件系统(fopen)。非缓冲依赖系统,无缓存,只能读写二进制文件;缓冲借助文件结构体指针,有缓存,可读写多种数据。前者属低级IO,后者是高级IO,还对比了两者在返回值、配合函数、适用场景等方面的区别。

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非缓冲IO操作数据流向路径:数据->内核缓冲区->磁盘
带缓冲IO操作数据流向路径:数据->流缓冲区->内核缓冲区->磁盘
无缓存只不过是指在用户层没有缓存,但对于内核来说,还是进行了缓存


1.非缓冲文件系统(open)

非缓冲文件系统依赖于操作系统(系统函数),通过操作系统的功能对文件进行读写,是系统级的输入输出,它不设文件结构体指针,只能读写二进制文件,但效率高、速度快,由于ANSI标准不再包括非缓冲文件系统,因此建议大家最好不要选择它。函数包括open, close, read, write, fcntl, getc, getchar, putc, putchar等。

2.缓冲文件系统(fopen)

缓冲文件系统是借助文件结构体指针来对文件进行管理(库函数),通过文件指针来对文件进行访问,既可以读写字符、字符串、格式化数据,也可以读写二进制数据。缓冲文件系统的特点是:在内存开辟一个“缓冲区”,为程序中的每一个文件使用,当执行读文件的操作时,从磁盘文件将数据先读入内存“缓冲区”, 装满后再从内存“缓冲区”依此读入接收的变量。执行写文件的操作时,先将数据写入内存“缓冲区”,待内存“缓冲区”装满后再写入文件。由此可以看出,内存 “缓冲区”的大小,影响着实际操作外存的次数,内存“缓冲区”越大,则操作外存的次数就少,执行速度就快、效率高。一般来说,文件“缓冲区”的大小随机器 而定。函数包括fopen, fclose, fread, fwrite, fgetc, fgets, fputc, fputs, freopen, fseek, ftell, rewind等。

前者属于低级IO,后者是高级IO。
前者返回一个文件描述符(作用域为当前进程),后者返回一个文件指针。
前者无缓冲,后者有缓冲。
前者与 read, write 等配合使用, 后者与 fread, fwrite等配合使用。
后者是在前者的基础上扩充而来的,在大多数情况下,用后者。


  • 文件描述符是linux下的一个概念,linux下的一切设备都是以文件的形式操作,如网络套接字、硬件设备等,当然包括操作文件。fopen是标准c函数,返回文件流而不是linux下文件描述符。
  • 设备文件不可以当成流式文件来用,只能用open;fopen是用来操纵正规文件的,并且设有缓冲的,跟open还是有一些区别;
  • 一般用fopen打开普通文件,用open打开设备文件;
  • fopen是标准c里的,而open是linux的系统调用。他们的层次不同,fopen可移植,open不能。
  • 我认为fopen和open最主要的区别是fopen在用户态下就有了缓存,在进行读和写的时候减少了用户态和内核态的切换,而open则每次都需要进行内核态和用户态的切换;表现为,如果顺序访问文件,fopen系列的函数要比直接调用open系列快;如果随机访问文件open要比fopen快。
int open(const char *path, int access,int mode)
    path 要打开的文件路径和名称                           
    access 访问模式,宏定义和含义如下:                        
        O_RDONLY         1    只读打开                         
        O_WRONLY         2    只写打开                         
        O_RDWR           4    读写打开                     
        还可选择以下模式与以上3种基本模式相与:                    
            O_CREAT     0x0100   创建一个文件并打开                
            O_TRUNC     0x0200   打开一个已存在的文件并将文件长度设置为0,其他属性保持         
            O_EXCL      0x0400   未使用                            
            O_APPEND    0x0800   追加打开文件                     
            O_TEXT      0x4000   打开文本文件翻译CR-LF控制字符     
            O_BINARY    0x8000   打开二进制字符,不作CR-LF翻译                                                        
    mode 该参数仅在access=O_CREAT方式下使用,其取值如下:      
        S_IFMT      0xF000   文件类型掩码                      
        S_IFDIR     0x4000   目录                              
        S_IFIFO     0x1000   FIFO 专用                         
        S_IFCHR     0x2000   字符专用                          
        S_IFBLK     0x3000   块专用                            
        S_IFREG     0x8000   只为0x0000                        
        S_IREAD     0x0100   可读                              
        S_IWRITE    0x0080   可写                              
        S_IEXEC     0x0040   可执行


FILE *fopen(char *filename, char *mode)
    filename 文件名称
    mode 打开模式:                                            
        r   只读方式打开一个文本文件                           
        rb  只读方式打开一个二进制文件                         
        w   只写方式打开一个文本文件                           
        wb  只写方式打开一个二进制文件                         
        a   追加方式打开一个文本文件                           
        ab  追加方式打开一个二进制文件                         
        r+  可读可写方式打开一个文本文件                       
        rb+ 可读可写方式打开一个二进制文件                     
        w+  可读可写方式创建一个文本文件                       
        wb+ 可读可写方式生成一个二进制文件                     
        a+  可读可写追加方式打开一个文本文件                   
        ab+ 可读可写方式追加一个二进制文件

 

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