IO操作总结及系统调用IO函数的使用（open....）

比眉伴天荒 2022-10-22 07:39 156阅读 0赞

# 一、前言 #

*参考书《unix高级环境编程》*

IO操作分为：

（文件IO）标准IO：stdio  返回值是FILE\*

系统调用IO:sysio(文件IO） 返回值是int  fd 文件描述符

注：当二者都能用的情况下，**优先使用标准IO**

解释：标准IO是依靠系统IO实现的（是将系统IO进行了封装），但是如果平台不一样（如windows或linux）系统IO就不同，标准IO则解决了跨平台的问题（比如，都是\#include <stdio>,printf则windows或linux下都能使用）

（比如，stdio中fopen 在windows下依赖openfile，在linux下依赖open）所以，标准IO的移植性好。

文件IO中，是通过FILE\*这个结构体指针来操作的。

系统IO中，也有一个类似FILE的结构体（每次打开文件都会产生一个结构体-关联文件的属性），但是又将该结构体的首地址放在了一个数组（该数组存在于进程空间中）中，这个**数组的下标就是文件描述符，故文件描述符是从0开始的**。

默认情况下，该数组的大小为1024；故最大打开的文件个数为1024；（可以通过ulimit -a 来查看，再通过对应的参数来修改对应属性 ulimit -参数 ）

stream流stdin------对应0文件描述符

stream流stdout------对应1文件描述符

stream流stderr-------对应2文件描述符

**文件描述符fd总是优先使用当前可用的最小的文件描述符。**

cache：是读的缓冲区，读内容先读到cache中，是读的加速机制

buffer：是写的缓冲区，写内容先写到buff中，是写的加速机制

阻塞：以读为例，读读，没的读了，卡在这，直到有东西读了；

非阻塞：以读为例，读读，没的读了，干别的去了，尝试做，如果读不了，则去干别的或者回头再来读，不在这死等；

# 二、系统调用函数： #

## 1）open//-------fopen是通过该函数封装 ##

\#include <sys/types.h>  
\#include <sys/stat.h>

\#include <fcntl.h>

int open(const char \*pathname,flags);

flags:是个位图，必须包括：

*  O\_RDONLY,
 *  O\_WRONLY,
 *  O\_RDWR.

还可以添加的创建选项或状态选项：，通过或的方式与必选的3个连用

*  O\_CREAT：创建
 *  O\_TRUNC:截断，截短
 *  O\_EXCL:必须打开一个新的文件，如果当前打开的是已存在的文件时，则报错，故跟O\_CREAT联用。
 *  O\_APPEND:追加模 式
 *  O\_NONBLOCK:**非阻塞，只要不加这个，默认的就是阻塞**。

**   标准IO与系统IO权限对应的权限。**

r--->对应 O\_RDONLY

r+----》对应O\_RDWR

w---->对应O\_WRONLY|O\_CREAT|O\_TRUNC   //只写；如果文件不存在创建；如果文件存在，则截断

w+----->对应0\_RDWR|O\_CREAT|O\_TRUNC

成功：返回文件描述符

失败：返回-1，设置errno.因为成功的话，返回的文件描述符是数组的下标，而下标是从0开始的。

![20210415171552639.png][]

** 注意：**c语言中的同名open，表示这个函数是个变参函数，形如printf；

当flags中有 O\_CREAT时，要用到三参数的open,因为此时需要通过mode参数指定所创建文件的权限。

无O\_CREAT则用两参的open.

mode给的权限后，实际的权限是按照[权限公式][Link 1]，mode & ~umask   //比如   0666 & ~umask

## 2）close//fclose是通过该函数封装 ##

int close(int fd);// 用来关闭文件描述符，一般不判断返回值，因为，我们认为close不会出错。

## 3）read//文件IO中的读操作都是使用该函数封装 ##

\#include <unistd.h>

ssize\_t read(int fd,void\*buf,size\_t count);

从fd中读count个字节到buf中。

返回值：

>0:返回读到的字节数//注：返回值会小于count

=0：表示到文件尾了，没有内容可读了。

<0:读错误，设置errno.

## 4）write//文件IO中的写操作都是使用该函数封装 ##

\#include <unistd.h>

ssize\_t write(int fd,const void\*buf,size\_t count);

从buf中的count个字节写到fd中。

返回值：

>0:返回写成功的字节数//注：返回值会小于count

=0：表示什么都没写进去//原因：遇到假的错误

<0:写错误，设置errno.

## 5）lseek//fseek是通过该函数封装 ##

\#include <sys/types.h>

\#include <unistd.h>

off\_t lseek(int fd,off\_t offset,int whence);

定位文件位置指针。

返回值：从文件开始位置到当前位置字节数//当前位置，其实也是ftell的作用

故：lseek可以理解为是将fseek与ftell的综合体。

例子：

#include <stdip.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #incldue <fcntl.h>
    #define BUFSIZE 1024
    int main(int argc,char** argv)
    {
        int sfd,dfd;
        int len,ret,pos = 0;
        char buf[BUFSIZE];
        if(argv<3)
        {
            fprintf(stderr,"arg error...\n");
            exit(1);
        }
        sfd = open(argv[1],O_RDONLY);
        if(sfd<0)
        {
             perror("open");
             exit(1);   
        }
        dfd = open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0600);//有O_CREAT属性，一定要用三参函数，并设置权限。
        if(dfd<0)
        {
             close(sfd);//一定要关闭原文件，防止内存泄露
             perror("open");
             exit(1);   
        }
        while(1)
        {
            len = read(sfd,buf,BUFSIZE);
            if(len<0)
            {
                perror("read");
                break;
            }
            if(len==0)
            {
                break;
            }
            //len>0的情况
            while(len>0)
            {
                ret = write(dfd,buf+pos,len);
                if(ret<0)
                {
                    perror("write");
                    exit(1);
                }
                len -= ret;
                pos += ret;
             }
            
            }
           
        }
        
        close(sfd);//先关闭原文件
        close(dfd);//后关闭目标文件
    
    
    
    
    }

[20210415171552639.png]: /images/20221022/54e5b780583144b6971a6390d9b6c156.png
[Link 1]: https://blog.csdn.net/modi000/article/details/115729262