IO操作总结及系统调用IO函数的使用（open....）

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一、前言

参考书《unix高级环境编程》

IO操作分为：

（文件IO）标准IO：stdio 返回值是FILE*

系统调用IO:sysio(文件IO）返回值是int fd 文件描述符

注：当二者都能用的情况下，优先使用标准IO

解释：标准IO是依靠系统IO实现的（是将系统IO进行了封装），但是如果平台不一样（如windows或linux）系统IO就不同，标准IO则解决了跨平台的问题（比如，都是#include <stdio>,printf则windows或linux下都能使用）

（比如，stdio中fopen 在windows下依赖openfile，在linux下依赖open）所以，标准IO的移植性好。

文件IO中，是通过FILE*这个结构体指针来操作的。

系统IO中，也有一个类似FILE的结构体（每次打开文件都会产生一个结构体-关联文件的属性），但是又将该结构体的首地址放在了一个数组（该数组存在于进程空间中）中，这个数组的下标就是文件描述符，故文件描述符是从0开始的。

默认情况下，该数组的大小为1024；故最大打开的文件个数为1024；（可以通过ulimit -a 来查看，再通过对应的参数来修改对应属性 ulimit -参数）

stream流stdin------对应0文件描述符

stream流stdout------对应1文件描述符

stream流stderr-------对应2文件描述符

文件描述符fd总是优先使用当前可用的最小的文件描述符。

cache：是读的缓冲区，读内容先读到cache中，是读的加速机制

buffer：是写的缓冲区，写内容先写到buff中，是写的加速机制

阻塞：以读为例，读读，没的读了，卡在这，直到有东西读了；

非阻塞：以读为例，读读，没的读了，干别的去了，尝试做，如果读不了，则去干别的或者回头再来读，不在这死等；

二、系统调用函数：

1）open//-------fopen是通过该函数封装

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

int open(const char *pathname,flags);

flags:是个位图，必须包括：

O_RDONLY,
O_WRONLY,
O_RDWR.

还可以添加的创建选项或状态选项：，通过或的方式与必选的3个连用

O_CREAT：创建
O_TRUNC:截断，截短
O_EXCL:必须打开一个新的文件，如果当前打开的是已存在的文件时，则报错，故跟O_CREAT联用。
O_APPEND:追加模式
O_NONBLOCK:非阻塞，只要不加这个，默认的就是阻塞。

标准IO与系统IO权限对应的权限。

r--->对应 O_RDONLY

r+----》对应O_RDWR

w---->对应O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC //只写；如果文件不存在创建；如果文件存在，则截断

w+----->对应0_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC

成功：返回文件描述符

失败：返回-1，设置errno.因为成功的话，返回的文件描述符是数组的下标，而下标是从0开始的。

注意：c语言中的同名open，表示这个函数是个变参函数，形如printf；

当flags中有 O_CREAT时，要用到三参数的open,因为此时需要通过mode参数指定所创建文件的权限。

无O_CREAT则用两参的open.

mode给的权限后，实际的权限是按照权限公式，mode & ~umask //比如 0666 & ~umask

2）close//fclose是通过该函数封装

int close(int fd);// 用来关闭文件描述符，一般不判断返回值，因为，我们认为close不会出错。

3）read//文件IO中的读操作都是使用该函数封装

#include <unistd.h>

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

从fd中读count个字节到buf中。

返回值：

>0:返回读到的字节数//注：返回值会小于count

=0：表示到文件尾了，没有内容可读了。

<0:读错误，设置errno.

4）write//文件IO中的写操作都是使用该函数封装

#include <unistd.h>

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

从buf中的count个字节写到fd中。

返回值：

>0:返回写成功的字节数//注：返回值会小于count

=0：表示什么都没写进去//原因：遇到假的错误

<0:写错误，设置errno.

5）lseek//fseek是通过该函数封装

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

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

定位文件位置指针。

返回值：从文件开始位置到当前位置字节数//当前位置，其实也是ftell的作用

故：lseek可以理解为是将fseek与ftell的综合体。

例子：

#include <stdip.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#incldue <fcntl.h>
#define BUFSIZE 1024
int main(int argc,char** argv)
{
    int sfd,dfd;
    int len,ret,pos = 0;
    char buf[BUFSIZE];
    if(argv<3)
    {
        fprintf(stderr,"arg error...\n");
        exit(1);
    }
    sfd = open(argv[1],O_RDONLY);
    if(sfd<0)
    {
         perror("open");
         exit(1);   
    }
    dfd = open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0600);//有O_CREAT属性，一定要用三参函数，并设置权限。
    if(dfd<0)
    {
         close(sfd);//一定要关闭原文件，防止内存泄露
         perror("open");
         exit(1);   
    }
    while(1)
    {
        len = read(sfd,buf,BUFSIZE);
        if(len<0)
        {
            perror("read");
            break;
        }
        if(len==0)
        {
            break;
        }
        //len>0的情况
        while(len>0)
        {
            ret = write(dfd,buf+pos,len);
            if(ret<0)
            {
                perror("write");
                exit(1);
            }
            len -= ret;
            pos += ret;
         }
        
        }
       
    }
    
    close(sfd);//先关闭原文件
    close(dfd);//后关闭目标文件




}