文件操作原理概述

一、文件操作原理概述
文件描述符：
1、 对于内核而言，所有打开文件都有文件描述符（一个非负整数）引用，当打开一个现存或创建一个新文件是，内核向进程返回一个文件描述符，当读写操作时，用open和creat返回文件描述符标识该文件，将其作为参数传递给read和write。

按照惯例，unx shell 使用文件描述符0与进程的标准输入结合，文件描述符1与标准输出结合，文件描述符2与标准错误结合，SRDIN_FILEND、SRDOUT_FILEND、STDERR_FILEND 这几个宏代替0、1、2这几个数。
系统默认的标准描述符：0、1、2

2、 文件描述符，这个数字在一个进程中表示一个特定含义，当我们open一个文件时，操作系统在内存中构建一些结构体表示这个动态文件的数据，返回给应用程序一个数字作为文件描述符，这个数字就是和我们内存中维护的动态文件的数据绑定的，以后我们应用程序如何操作动态文件只需要操作文件描述符即可。

3、 文件描述符的作用域就是当前进程，出了这个进程文件描述符就没有意义。
Open函数打开文件，打开成功返回一个非负整数描述符，失败则返回-1.

二、操作文件原理：打开/创建文件—>读取文件/写入文件—>关闭文件
1、 在Linux当中操作文件，一般都是open打开一个文件，得到文件描述符，然后进行读写操作，最后close关闭文件即可；一定要关闭文件否则会造成文件损坏。

2、 文件平时是存放在块设备中的系统文件中的，我们把这种文件叫静态文件，当我们去open打开衣柜文件时，Linux内核做的包括：内核在进程中建立一个打开文件数据结构，记录下我们打开的这文件，内核在内存中申请一段内存，并且将动态文件的内存从块设备中读取到内核中特定地址管理存放（叫动态文件）。

3、 打开文件以后，以后对这个文件读写操作，都是针对内存中的这份文件，而并不是针对静态文件的，当然我们对动态文件进行读写以后，此时内存中动态文件和块设备文件中的静态文件就是同步的，当我们close关闭动态文件时，close内部内核将内存中的动态文件的内容去更新（同步）块设备中的静态文件。

4、 为什么这么设计，不直接对块设备直接操作？
块设备本身读写非常不灵活（块单位），而内存是按字节单位操作的，而且可以随机操作，很灵活。

系统标准文件描述符0、1的demo:

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{

     int fd;

     char  readbuf[128];

     int  fd_read = read(0,readbuf,10);
     //从标准输入为0的描述符读取；（键盘）输入
     int  fd_write =  write(1,readbuf,strlen(readbuf));
     //从标准输出为1的描述符写入；输出
   
     system("pause");
     return 0 ;
}