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基本I/O

文件描述符对内核而言，所有打开的文件都通过文件描述符引用文件描述符是一个非负整数实际上，打开的设备或者打开的网络流等都是用文件描述符开描述的

Unix系统的惯例文件描述符0与进程的标准输入相关联文件描述符1与进程的标准输出相关联文件描述符2与进程的标准错误输出相关联分别用符号常量表示这几个数STDIN_FILENOSTDOUT_FILENOSTDERR_FILENO

基本I/O函数打开文件

intopen(constchar*name,intoflag,...);创建新文件

intcreat(constchar*name,mode_tmode);关闭打开的文件

intclose(intfiledes);

基本I/O函数每个打开的文件都有一个相关的“当前文件偏移量”，通常，读、写操作都从当前文件偏移量处开始，并使偏移量增加所读写的字节数。lseek函数可以直接修改偏移量而不进行上级的IO操作移动当前文件偏移量

off_tlseek(intfiledes,off_toffset,intwhence);

文件中的空洞文件偏移量可以大于文件的当前长度在这种情况下，对文件的下一次写入将加长该文件，并在文件中形成一个空洞，没有写过的字节都被读为0有些文件系统可以对空洞部分不实际分配存储空间

基本I/O函数读数据

ssize_tread(intfiledesc,void*buf,size_tnbytes);写数据

ssize_twrite(intfiledes,constvoid*buf,size_tnbytes);

I/O效率连续读、写的数据块大小对性能有很大影响大多数Unix系统采用了预读取技术来加速程序的读取缓冲大小用户CPU系统CPU时钟时间循环次数1124.89161.65288.64103316352815.1721.0172.7512914544642.112.486.7616143185120.270.417.0320178940960.030.166.86252231310720.000.166.84788

用于I/O的数据结构操作系统使用了三种数据结构表示打开的文件位于进程记录项中的打开文件描述表

其中有一个指向文件表项的指针内核为所有打开文件维持的一张文件表

文件状态标志

文件偏移量

指向文件v节点表项的指针打开文件的v节点

fd0fd1fd2......文件状态标志文件偏移量v节点指针文件状态标志文件偏移量v节点指针v节点信息i节点信息当前文件长度v节点信息i节点信息当前文件长度用于I/O的数据结构

两个进程打开同一个文件fd0fd1fd2......文件状态标志文件偏移量v节点指针文件状态标志文件偏移量v节点指针v节点信息i节点信息当前文件长度fd0fd1fd2......

dup和dup2函数通过这两个函数可以复制文件描述符intdup(intfiledes);intdup2(intfiledes,intfiledes2);

fd0fd1fd2......文件状态标志文件偏移量v节点指针v节点信息i节点信息当前文件长度两个描述符描述同一个文件

文件IO中的原子操作将数据添加到文件末尾，有如下代码

lseek(fd,0L,SEEK_END);

write(fd,buf,100);但在并发环境，这段程序不能正确运行可以使用加O_APPEND标志的open来打开文件

原子性的定位和执行IOssize_tpread(intfiledes,void*buf,size_tnbytes,off_toffset);ssize_tpwirte(intfiledes,constvoid*buf,size_tnbytes,off_toffset);

sync、fsync和fdatasync传统Unix系统都使用了大量的内存作为磁盘高速缓冲区(cache)write系统调用不会直接将数据写入磁盘，而只是将数据写到Cache中可以调用sync、fsync和fdatasync告诉内核立即将cache中的内容刷新到磁盘fsync和fdatasync函数将等待数据刷新结束

fcntl函数fcntl函数可以改变已经打开了的文件的性质intfcntl(intfiledes,intcmd,...);

ioctl函数ioctl函数是IO操作的杂物箱，不能用其他函数表示的IO操作通常都能用ioctl表示ioctl可以实现很多操作，但都和具体的文件、设备类型相关