系统IO之文件读写

文件相关的系统调用：

打开文件

int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
功能：打开或创建文件
pathname：文件路径
flags：打开文件时的权限
O_RDONLY 只读
O_WRONLY 只写
O_RDWR 读写
O_CREAT 文件不存在时创建
O_EXCL 配合创建使用，文件存在时出错
O_TRUNC 清空
O_APPEND 追加
作业：使用strace测试出fopen的 w，r,a,w+,r+,a+对应的flags
mode：创建文件时的权限mmm，与chmod的权限设置方式一致。
返回值：
成功 文件描述符
失败 返回-1

写入 write

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
功能：写入数据
fd：文件描述符，open函数的返回值
buf：待写入的内存首地址
count：要写入的字节数
返回值：
成功 写入的字节数
失败 返回-1

读取 read

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
功能：读取数据
fd：文件描述符，open函数的返回值
buf：存储读取到数据的内存首地址
count: buf的大小
返回值：
成功 读取到的字节数
失败 -1

关闭 close

int close(int fd);
功能：关闭文件描述符
返回值：成功返回0，失败返回-1。

文件描述符：

是一个非负整数，代表一个打开的文件，每个打开的文件内核中就会有一个结构体(相当于标准C中的FILE)，该结构中记录着文件相关的详细信息，为了内核的安全，内核中的所有数据都不能暴露，因此只能给应用层返回一个整数，该整数对应着内核中的文件结构体，也叫句柄。

有默认打开的三个文件描述符：
0 标准输入 STDIN_FILENO stdin
1 标准输出 STDOUT_FILENO stdout
2 标准错误 STDERR_FILENO stderr

int fileno(FILE *stream);
功能：获取文件结构中描述符

FILE *fdopen(int fd, const char *mode);
功能：把文件描述符转换成文件结构指针

标准IO与系统IO

1. 当使用系统调用时，需要从用户态切换到内核态，当系统调用执行完成后再从内核态切换到用户态，如果频繁切换会浪费很多时间。
2. 而标准IO使用的缓冲区机制，数据并不会立即写入文件，而是先暂存到缓冲区中，当缓冲区满时再一次写入文件中，从面大大降低了用户态与内核态的切换次数，因此节约了大量时间，所以标准IO要比直接使用系统IO快。
3. 如果系统IO也使用缓冲区机制它的速度将比标准IO更快。

随机读写：

1. int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
   功能：设置文件位置指针 标准IO
   返回值：成功返回0，失败返回-1。

2. long ftell(FILE *stream);
   功能：获取文件位置指针

3. off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
   功能：设置文件位置指针 系统IO
   返回值：调整后的文件位置指针

SEEK_SET： 文件开头
SEEK_CUR： 当前位置
SEEK_END： 文件结尾

系统IO的相关使用

1. 使用系统IO实现一个计算文件大小的命令。
   https://blog.youkuaiyun.com/weixin_50901683/article/details/110454038
2. 实习带覆盖检测的cp命令。
   https://blog.youkuaiyun.com/weixin_50901683/article/details/110142187