【必看】Linux开发入门实战笔记系列（一）：lseek 函数用法

【必看】Linux开发入门笔记系列（一）：lseek 函数用法

这个系列主要是搜集整合网上的资料和一些自己的实践，一方面自己学习记录，另一方面供大家参考。

每一个部分都会附带一个C语言的简单实现源码，这次的就是lseek.c
注意，这些代码并非由我编写，而是《UNIX高级环境编程》中的示例代码。

1.介绍

首先是man用法的网址：http://man7.org/linux/man-pages/man2/lseek.2.html
这里可以查看到最全面的用法。

其中， write 和 read 被称为不带缓冲的 I/O （unbuffered I/O）， 因为每次执行这两个函数，都需要调用内核中的一个系统调用。

• 文件描述符

对于内核而言，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符整数。 当打开一个现有文件或者创建一个新文件时，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，并将其作为参数传送给 read 或者 write 函数。

按照惯例，UNIX 系统 SHELL 将描述符 0 、 1 、 2 分别和标准输入、标准输出和标准错误输出相关联。 在遵循 POSIX 规范的程序中，它们分别被定义于 unistd.h 中的常量 STDIN_FILENO 、 STDOUT_FILENO 和 STDERR_FILENO 所代替。

函数原型如下： lseek.c(2)

#include 
#include 

    off_t  lseek(int  filedes,  off_t  offset,  int  whence  );

                Returns: new file offset if OK, -1 on error

参数：

1、filedes是 文件标识符，通过open函数从内核获得的一个文件标识符。

2、offset 是相对于whence的偏移量。

3、whence是offset的参照点。

参数2和参数3共同决定文件的读写偏移量。意思是从相对于whence处offset的地方开始读或者写。
该函数的执行成功返回文件当前位置的偏移量，若是失败返回-1.

2.测试用例

lseek.c 文件

/* 
 * This trivial program verifies whether or not STDIN is seekable.  Test
 * on a regular file, on a pipe or a fifo.
* lseek.c
 */

#include 
#include 
#include 

int
main(void) {
    if (lseek(STDIN_FILENO, 0, SEEK_CUR) == -1 )
        printf("cannot seek\n");
    else
        printf("seek OK\n");
 return 0;
}

下面我们在ubuntu中实践一下
编译-执行

3. 文件共享

Note
以下说明是概念性的，和实际实现不一定匹配。

内核使用三种数据结构表示打开的文件：
每个进程在进程表中都有一个记录项，记录项中包含一张文件描述符表（file descriptor table），每个描述符占用一项。与每个文件描述符相关联的是：
文件描述符标识（ close_on_exec
）
指向一个文件表项的指针

内核为所有打开文件维持一张打开文件表（open file table ，简称文件表），每个文件表项包含：
文件状态标识（读、写、追加、同步和非阻塞等标识）
当前文件偏移量
指向该文件 v 节点表项的指针

每个打开文件（或设备）都有一个v 节点（v-node ，虚拟节点），它包含了文件类型和对次文件进行各种操作的函数指针。对于大多数文件， v 节点还包含了该文件的 i 节点（i-node ，索引节点）， i 节点包含了文件的所有者、文件长度、文件所在的设备，文件在磁盘块上的位置指针，等等。

这些信息是在打开文件时从磁盘上读入内存的，所以所有关于文件的信息都是快速可供使用的。
以下图片展示了一个打开两个文件的进程：

下图是另一个例子 —— 两个不同的进程打开了一个相同的文件，两个进程各自拥有自己所对应的文件表：
[图片上传中。。。（2）]
当进行多进程编程时，多个父子进程打开相同的文件表也是可能的：

在给出这些结构之后，现在可以对前面的操作做进一步说明：
在完成每个 write
之后，在文件表想中的当前文件偏移量即增加所写的字节数。如果当前文件偏移量超过了当前文件长度，那么 i 节点表项中的当前文件长度被更新为当前文件偏移量（也即是，该文件加长了）。
如果用 O_APPEND
标识打开了一个文件，则相应标识也被设置到文件表象的文件状态标志中。每次在带有 O_APPEND
的写操作执行时，文件表象中的当前文件偏移量就被更新为 i 节点表表项中的文件长度。这使得每次写的数据都添加到文件的末尾。
lseek
操作修改文件表项中的当前文件偏移量，它并不执行任何 I/O 操作。

4.写在最后：

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