linux 文件I/O教程(1)

发布时间:2019-07-18编辑:脚本学堂
本文介绍了linux中有关文件I/0的相关内容,对内核而言,所以打开的文件都通过文件描述符引用。每个进程都有一些与之关联的文件描述符。文件描述符是一个非负整数。当打开一个现有文件或创建一个新文件时,内核向进程返回一个文件描述符。


一,文件描述符
对内核而言,所以打开的文件都通过文件描述符引用。每个进程都有一些与之关联的文件描述符。文件描述符是一个非负整数。当打开一个现有文件或创建一个新文件时,内核向进程返回一个文件描述符。当读或写一个文件时,使用open或creat返回的文件描述符标识该文件,将其作为参数传送给read和write。

一般有三个以及打开的文件描述符,他们是:
 

复制代码 代码示例:
0:标准输入                     STDIN_FILENO
1:标准输出                     STDOUT_FILENO
2标准错误输出               STDERR_FILENO

每行后面的符号常量是依从POSIX而定的。
open函数
 

复制代码 代码示例:
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags,mode_t mode);

pathname是要打开或创建文件的名字。

flag用来定义打开文件所采取的的动作,必须调用以下模式之一
O_RDONLY, O_WRONLY,  O_RDWR分别代表只读,只写,读写方式打开。

open还可以包括以下可选模式的组合
O_APPEND:把写入数据追加到文件的尾端
O_CREAT:若文件不存在,则创建它。使用此选项时,需要第三个参数mode,用其指定该新文件的访问权限。
O_EXCL:如果同时指定了O_CREAT,而文件存在,则会出错。用此可以测试一个文件是否存在,如果存在,则创建文件,这使测试和创建两者成为一个原子操作。
O_TRUNC: 如果此文件存在,而且为只写或读写成功打开,则将其长度截为0。

open返回的文件描述符一定是最小的未用描述符数值。这一点被某些应用程序用在标准输入,标准输出或标准错误输出上。如,一个程序关闭了自己的标准输出,然后再次调用open,文件描述符1就会被调用,并且标准输出将被有效的重定向到另一个文件或设备。

POSIX规范还标准化了一个creat调用,此函数等效于
open(pathname,O_WONLY |O_CREAT | O_TRUNC, mode);

close函数
#include <unistd.h>
int close(int fd);

close调用终止一个文件描述符fd与对应文件之间的关联。文件描述符被释放后并能重新使用。close调用成功返回0,出错返回-1.

关闭一个文件时会释放该进程加在文件上的所有记录锁。当一个进程终止时,内核自动关闭它所有打开的文件。

lseek函数
每个打开的文件都有一个与其相关联的”当前文件偏移量”。按系统默认情况,当打开一个文件时,除非指定O_APPEND选项,否则该偏移量被设置为0。lseek可以为一个打开的文件设置偏移量。
 

复制代码 代码示例:
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, intwhence);

offset用来指定位置,whence参数定义该偏移值的用法。whence可取以下值:
 

复制代码 代码示例:
SEEK_SET:     The offset is set to offset bytes.
SEEK_CUR:    The offset is set to its current locationplus offset bytes.
SEEK_END:    The offset is set to the size of the fileplus offset bytes.

成功调用返回从文件头到文件指针被设置处的字节偏移值,失败返回-1。参数offset定义在<sys/types.h>中。

当偏移量大于文件长度时,出现空洞,空洞不占用存储区。

read函数
 

复制代码 代码示例:
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_tcount);

将与文件描述符fd关联的文件中读入count个字符放到buf中。返回读入的字节数,它可能小于请求的字节数。如果read调用返回0,就表示未读入任何数据,已到达了文件尾。返回-1,就表示出错。

write函数
 

复制代码 代码示例:
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf,size_t count);

把缓冲区buf的前count个字节写入与文件描述符fd相关联的文件中。返回实际写入的字节数,通常与count值相同;否则表示出错。出错的一个常见原因是:磁盘已写满,或者超出了一个给定进程的文件长度限制。

实例:创建一个文件,写入数据,移动当前偏移量,在读数据。
 

复制代码 代码示例:
#include<unistd.h>           //<unistd.h>必须最早出现,因为它可能会影响到其他头文件。#include<stdio.h> 
#include<fcntl.h> 
#include<string.h> 
#include<errno.h> 
int main() 

   char* filename = ".//file"; 
   char buf[100]; 
   char buf1[5]; 
   int fd; 
  
   printf("open a file to writen"); 
   if((fd = open(filename,O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IROTH ))==-1) 
    { 
       perror("cannot open filen"); 
       return 1; 
    } 
   printf("open file successfully!n"); 
   printf("input a string:"); 
gets(buf); 
//write intofile 
    if(write(fd,buf,strlen(buf)) !=strlen(buf)) 
    { 
        perror("cannot write intofilen"); 
        return 1; 
    } 
    close(fd); 
  
    printf("open file to read.n"); 
    if((fd=open(filename,O_RDONLY)) == -1) 
    { 
        perror("cannot open thefile.n"); 
        return 1; 
    } 
    if(lseek(fd,3,SEEK_SET) == -1) 
    { 
        perror("lseek erroen"); 
        return 1; 
    } 
    //read from the file 
    if(read(fd,buf1,4)==-1) 
    { 
perror("read error.n"); 
        return 1; 
    } 
    printf("read from file is%sn",buf1); 
    close(fd); 
  
    return 0; 

执行与输出结果:
 

复制代码 代码示例:
root@jbxue:~$gcc -o io io.c
root@jbxue:~$./io
open a file towrite
open filesuccessfully!
input a string:akxivbaslzkncxcasbxbwwvaidxbd
open file toread.
read from fileis ivba