3、不带缓冲的文件IO

1、不带缓冲指非ISO C库函数，如read、write函数（内核处有缓冲），比C库函数的文件读写少一层应用层的缓冲

2、UNIX系统shell把文件描述符0、1、2关联进程的标准输入、输出、错误，定义为符号常量STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO、STDERR_FILENO（定义在unistd.h）

3、open

//创建并打开
//最后一个参数可以没有，mode指定访问权限；oflag打开方式
//成功返回未用最小描述符
int open(const char *path, int oflag, mode_t mode);

//path可以为相对路径；fd参数指出相对路径名在文件系统中的开始地址
//fd通过打开相对路径名所在的目录来获取
int openat(int fd, const char *path, int oflag, mode_t mode);

4、creat

//创建并打开
//不足：以只写的方式打开文件
int creat(const char *path, mode_t mode);
//等于
open(path, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, mode);

4、close

int close(int fd);

5、lseek
    文件偏移量可以大于文件长度，这时下一次写会加长该文件，并在中间加入空洞，空洞不要求在磁盘上占用存储区

//为一个打开的文件手动设置偏移量
//成功：返回新文件偏移；出错：返回-1
//whence不同值表示参考位置为文件开头、当前位置、文件末尾
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

#include "apue.h"
#include <unistd.h>

char buf1[] = "abcdefghij";
char buf2[] = "ABCDEFGHIJ";

int main()
{
    int fd;
    if((fd = creat("file.hole", FILE_MODE)) < 0)
        err_sys("creat error");

    if(write(fd, buf1, 10) != 10)
        err_sys("buf1 write error");

    if(lseek(fd, 16384, SEEK_SET) == -1)
        err_sys("lseek error");

    if(write(fd, buf2, 10) != 10)
        err_sys("buf2 write error");
    exit(0);
}

6、read

//返回读到的字节数，若已是文件尾返回0，出错返回-1
//ssize是带符号类型
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t n);

7、write
    UNIX系统write通常只是将数据排入队列。数据库系统要使用O_SYNC使write返回确定写到磁盘上。

//成功返回已写的字节数；出错返回-1
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t n);

8、文件共享
    UNIX系统支持在不同进程间共享打开文件。内核用3种数据结构表示打开文件

（1）每个进程有一个打开文件描述符表包含：文件描述符；指向文件表项的指针
（2）内核为每个打开的文件维持一张文件表包含：文件状态标志；当前文件偏移、指向文件v节点表项的指针
（3）每个打开的文件（设备）都有一个v节点结构，包含文件类型和对此文件进行各种操作函数的指针。linux没有使用v节点而是使用通用i节点结构。
    虚拟文件系统，把文件系统无关的i节点部分称为v节点。

    两个进程各自打开同一文件，打开该文件的每个进程都获得各自的一个文件表项。不同文件描述符可以指向同一个文件表项。文件描述符针对进程。文件表项针对内核。

9、原子操作：任何要求多余一个函数调用的操作都不是原子操作。

pread pwrite 无法中断其定位和读写操作，不更新当前文件偏移量

10、dup、dup2

//赋值现有文件描述符，使两个文件描述符指向同一个文件表项

//返回的新文件描述符，当前可用文件描述符中最小的
int dup( int oldfd );
fd = open("./log.txt", O_RDWR);
//复制fd
copyfd = dup(fd);

//返回的新文件描述符等于targetfd 
int dup2( int oldfd, int targetfd );
fd = open("./log.txt", O_RDWR);
//指定文件描述符号为1000
copyfd = dup2(fd, 1000);
//打印fd和copyfd，应当输出3 1000
printf("%d %d\n", fd, copyfd);

11、同步，向文件写入数据时，数据先到缓冲区、排入队列、最后写入磁盘

//对指定文件起作用，等待写入磁盘结束再返回
int fsync(int fd);

//类似fsync只针对数据部分，不同步更新文件属性
int fdatasync(int fd);

//只将修改过的块缓冲区写入队列
void sync(void);

12、fcbtl更改打开文件的属性

//cmd为命名，第三个参数和cmd对应，类型不固定
int fcntl(int fd, int cmd, int arg)

5<>temp.foo 在文件描述符5上打开temp.foo以供读写

//修改文件描述符标志或文件状态要先得到原值再修改
void set_fl(int fd, int flags)
{
    int val;
    if((val = fcntl(fd, F_GETFL, 0)) < 0)
        err_sys("f_getfl error");

    val |= flags;

    if(fcntl(fd, F_SETFL, val) < 0)
        err_sys("f_setfl error");
}

13、/dev/fd

///dev/fd/n等效于复制文件描述符n  
//下面两者等价
fd = open("/dev/fd/0",mode);
fd = dup(0);

    Linux中/dev/fd例外，它相等于创建链接