文件管理 III（文件的操作、共享、保护）

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一、文件的操作

对文件的操作不是操作系统重点关心的问题，无须做深入研究。

【总结】：

1. 文件的基本操作

文件属于抽象数据类型。为了正确地定义文件，需要考虑可以对文件执行的操作。操作系统提供系统调用，它对文件进行创建、写、读、重定位、删除和截断等操作。

1）创建文件

创建文件有两个必要步骤：一是为新文件分配必要的外存空间；二是在目录中为之创建一个目录项，目录项记录了新文件名、在外存中的地址及其他可能的信息。

2）写文件

为了写文件，执行一个系统调用。对于给定文件名，搜索目录以查找文件位置。系统必须为该文件维护一个写位置的指针。每当发生写操作时，便更新写指针。

3）读文件

为了读文件，执行一个系统调用。同样需要搜索目录以找到相关目录项，系统维护一个读位置的指针。每当发生读操作时，更新读指针。一个进程通常只对一个文件读或写，因此当前操作位置可作为每个进程当前文件位置的指针。由于读和写操作都使用同一指针，因此节省了空间，也降低了系统复杂度。

4）重新定位文件

也称文件定位。搜索目录以找到适当的条目，并将当前文件位置指针重新定位到给定值。重新定位文件不涉及读、写文件。

5）删除文件

为了删除文件，先从目录中检索指定文件名的目录项，然后释放该文件所占的存储空间，以便可被其他文件重复使用，并删除目录条目。

6）截断文件

允许文件所有属性不变，并删除文件内容，将其长度置为 0 并释放其空间。

这 6 个基本操作可以组合起来执行其他文件操作。例如，一个文件的复制，可以创建新文件、从旧文件读出并写入新文件。

2. 文件的打开与关闭

当用户对一个文件实施操作时，每次都要从检索目录开始。为了避免多次重复地检索目录，大多数操作系统要求，在文件使用之前通过系统调用 open 被显式地打开。操作系统维护一个包含所有打开文件信息的表（打开文件表）。

所谓 “打开” ，是指调用 open 根据文件名搜索目录，将指明文件的属性（包括该文件在外存上的物理位置），从外存复制到内存打开文件表的一个表目中，并将该表目的编号（也称索引）返回给用户。