linux中lseek和O_APPEND

大多数摘抄自APUE，部分个人理解可能有错误，谢谢~

每个打开的文件，都有与之相关的当前文件偏移量。读、写操作都从当前文件偏移量开始。使用lseek函数可以指定文件偏移量，函数如下：

#include<unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
//如果成功，返回新的文件偏移量，失败返回-1

whence(第三个参数)三种设定：

• SEEK_SET（0），则该文件的偏移量设置为距离文件开始处offset个字节。（offset必须为正）
• SEEK_CUR（1），则将该文件偏移量设为当前值加上offset，offset可正可负。
• SEEK_END（2），则将该文件的偏移量设置为文件长度加offset，offset可正可负。

对普通文件来说，当前文件偏移量（不是offset）必须是非负值。如下代码所示：

#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
	int fd;
	if( (fd = open("test.cpp",O_RDWR) )== -1)
	{
		printf("open error");
		return -1;
	}
	off_t currentPos;
	if((currentPos = lseek(fd,5,SEEK_CUR)) == -1)
	{
		printf("cannot seek");
		return -1;
	}
	printf("%s%ld\n","change 0 to 5,offset is 5,currentPos is:",currentPos);
	if((currentPos = lseek(fd,-2,SEEK_CUR)) == -1)
	{
		printf("cannot seek");
		return -1;
	}
	printf("%s%ld\n","change 5 to 3,offset is -2,currentPos is:",currentPos);
	if((currentPos = lseek(fd,-4,SEEK_CUR)) == -1)
	{
		printf("cannot seek\n");
		return -1;
	}
}

输出结果：

lseek不引起IO操作，仅仅是将当前文件偏移量记录到内核中。如下图所示（图源APUE）：

每个进程都有一张打开文件描述符表（图中左侧），每个描述符占一项，每项中有文件描述符标志以及一个指向文件表项（图中中间）的指针。
文件表项包括：

1. 文件状态标志（读、写等等）
2. 当前文件偏移量
3. 指向文件v节点的指针

如果有多个进程打开同一个文件，每个进程会获得各自的文件表项，因此每个进程可以设定自己的当前文件偏移量。但是文件的v节点结构只有一个。这样就带来了如下问题：
当A进程打开某一文件想要向文件结尾处继续写入时，先调用lseek，将A进程中对应文件的当前文件偏移量设为当前文件的尾端（假设：1500字节处）。之后内核切换进程，B进程运行。B进程也调用lseek将B进程中对应的当前文件偏移量设置为1500字节处，之后调用write写入，增加至1600字节，对应的v节点中文件长度也修改为1600字节。
内核切换回到A进程，A进程调用wrtie，仍然从1500字节处开始写入，覆盖了B写入的数据。
所以，要把设置文件偏移量和写入捏合成一个原子操作，不能在中间被打断。O_APPEND实现了这一要求，在内核每次写操作之前，都将文件偏移量设置到文件末尾处，写之前不用调用lseek，于是上述情况就不会发生。