1.文件描述符:每次我们打开一个文件,就会得到一个对应于该文件的较小的整数,这个整数就是这个文件的文件描述符。在shell操作中,0,1,2这三个文件描述附总是打开的,通常是指向shell运行所在的终端。0对应于标准输入,1对应于标准输出,2对应于标准错误。因为0,1,2这三个文件描述符总是打开的,所以一般我们打开一个文件时,该文件所对应的文件描述符为3,再打开一个文件时,新打开的文件描述符为4,以此类推...
举例:
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int fd1, fd2, fd3;
fd1 = open("1.txt", O_RDONLY); //open the first file
fd2 = open("2.txt", O_RDONLY); //open the second file
fd3 = open("3.txt", O_RDONLY); //open the third file
cout << fd1 << endl; //the first file describe
cout << fd2 << endl; //the second file describe
cout << fd3 << endl; //the third file describe
return 0;
}
运行结果:
liu@liu:~$ ./fd
3
4
5
通过上述结果,可以得知,新打开的文件的文件描述符从3开始,依次为3,4,5,6...等等。
2.与文件I/O相关最常用的系统调用:
open()
write()
read()
close()
具体用法使用 man 2 open, man 2 write等具体查看。
3.文件I/O实例:
源码:
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int sourceFd, desFd;
ssize_t sizeRead, sizeWrite;
char buf[80];
sourceFd = open("source.txt", O_RDONLY); //以只读方式打开source.txt
desFd = open("des.txt", O_RDWR|O_TRUNC); //以读写方式打开des.txt,并且清空des.txt中的内容
sizeRead = read(sourceFd, buf, sizeof(buf)); //读取source.txt中的内容
sizeWrite = write(desFd, buf, sizeRead); //将读取的内容写入des.txt中
close(sourceFd);
close(desFd);
}
执行之前:
liu@liu:~$ cat source.txt
......
liu@liu:~$ cat des.txt
......
lllllllll
kkkkkkkkkk
执行之后:
liu@liu:~$ cat source.txt
......
liu@liu:~$ cat des.txt
......
对于每个打开的文件,系统内核都会记录其文件偏移量,文件偏移量是只下一个read()或write()操作文件的起始 位置,文件偏移量通过lseek()改变或获取。
lseek()并不适用于所有类型的文件,不允许将lseek()应用于管道、FIFO、socket或者终端。
文件空洞:如果程序的文件偏移量已经跨越了文件结尾,从文件结尾到新写入数据间的这段空间被称为文件空洞。
lseek()使用实例:
cur = lseek(fd, 0, SEEK_CUR); //获取当前文件偏移量
lseek(fd, 0, SEEK_SET); //将文件偏移量移到文件开头
lseek()实例:
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int fd;
char buffer[10] = "hahaha"; //待写入的字符串
fd = open("source.txt", O_RDWR); //打开source.txt
lseek(fd, 5, SEEK_END); //SEEK_SET表示从头开始定位,10表示向后10位
write(fd, buffer, sizeof(buffer)); //将buffer中的内容写入source.txt中
close(fd);
}
代码执行前:
liu@liu:~$ cat source.txt
fuck you.
代码执行后:
liu@liu:~$ cat source.txt
fuck you.
hahaha
5.以上所述为通用文件I/O操作,除通用I/O操作之外,还有ioctl(),需要用到时自己查阅。
6.原子操作:所有的系统调用都是以原子操作方式执行的,也就是说,在系统调用执行期间,该系统调用不会被其他进程或者线程所中断。
7.设置或获取文件的访问模式和状态标记:使用fcntl()
实例:
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int fd, flags, accessMode;
fd = open("source.txt", O_RDWR); //以可读可写的方式打开source.txt
//打开文件失败
if(-1 == fd)
cout << "open file error." << endl;
//打开文件成功,通过fcntl获取source.txt的状态标记
flags = fcntl(fd, F_GETFL); //第二个参数设为F_GETFL,表示此时fcntl系统调用用于获取source.txt的状态标记
if(-1 == flags) //获取source.txt的状态标记失败
cout << "can't get the configure of source.txt" << endl;
if(flags & O_SYNC) //如果open source.txt时设置了O_SYNC
cout << "writes are synchronized." << endl;
else //如果open source.txt时没有设置O_SYNC
cout << "writes are not synchronized." << endl;
//通过fcntl设置source.txt的访问模式
accessMode = flags & O_ACCMODE;
if(accessMode == O_WRONLY || accessMode == O_RDWR)
cout << "source.txt is writable." << endl;
//通过fcntl设置source.txt的状态标记,此处给sourge.txt添加O_APPEND标记
flags |= O_APPEND;
if(-1 == fcntl(fd, F_SETFL, flags)) //添加O_APPEND状态失败
cout << "config error" << endl;
else //添加O_APPEND状态成功
cout << "add the O_APPEND status success." << endl;
}
liu@liu:~$ ./fcntl1
writes are not synchronized.
source.txt is writable.
add the O_APPEND status success.
7.文件描述符和打开文件之间的关系:
8.复制文件描述符:使用dup(), dup2(), fcntl() 都可以完成
dup使用实例:
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int oldFd, newFd;
oldFd = open("1.txt", O_RDWR);
newFd = dup(oldFd); //复制文件描述符,使oldFd,newFd都指向1.txt
cout << oldFd << " " << newFd << endl;
}
执行结果:
liu@liu:~$ ./dup
3 4
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int oldFd, newFd;
oldFd = open("1.txt", O_RDWR);
newFd = dup2(oldFd, 10); //复制文件描述符为10
cout << "old file describe: " << oldFd << endl;
cout << "new file describe: " << newFd << endl;
}
运行结果:
liu@liu:~$ ./dup2
old file describe: 3
new file describe: 10
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int oldFd, newFd;
oldFd = open("1.txt", O_RDWR);
newFd = fcntl(oldFd, F_DUPFD, 12); //复制文件描述符,从12开始取最小整数作为文件描述符
cout << "old file describe: " << oldFd << endl;
cout << "new file describe: " << newFd << endl;
}
运行结果:
liu@liu:~$ ./fcntl
old file describe: 3
new file describe: 12
9.在文件特定偏移量处进行读写:使用pread()和pwrite()
pwrite()使用实例:
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int fd, curPos;
char buf[80] = "i love china.";
fd = open("1.txt", O_RDWR);
curPos = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);
cout << curPos << endl; //获取当前位置偏移量
pwrite(fd, buf, sizeof(buf), 50); //在指定位置第50个字节处进行读写
}
运行之前:
liu@liu:~$ cat 1.txt
fuck you. what a big fuck!
i love beijing.
运行之后:
liu@liu:~$ cat 1.txt
fuck you. what a big fuck!
i love beijing.
i love china.
readv()是将一个文件读到几个分散的地方,即读到buf1, buf2处
writev()是将几个分散的地方的内容连续的写到一个文件中去
readv()和writev()使用实例:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int fd1, fd2;
int wsize, rsize;
char buf1[10], buf2[5];
struct iovec iov[2];
fd1 = open("a.txt", O_RDWR);
if(-1 == fd1)
cout << "open error." << endl;
iov[0].iov_base = buf1;
iov[0].iov_len = sizeof(buf1);
iov[1].iov_base = buf2;
iov[1].iov_len = sizeof(buf2);
rsize = readv(fd1, iov, 2); //将a.txt中的内容按序分别读出到buf1和buf2中,即buf1中写入a.txt的前10个字符,buf2中写入a.txt接着的5个字符
cout << "read size : " << rsize << endl; //输出从a.txt中读到的字符总数
fd2 = open("b.txt", O_RDWR|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);
if(fd2 < 0)
cout << "open error." << endl;
wsize = writev(fd2, iov, 2); //将buf1和buf2中的内容写到b.txt中
cout << "write size : " << wsize << endl;
close(fd1);
close(fd2);
}
运行结果:
liu@liu:~$ ./readv
read size : 15
write size : 15
原型: int truncate(const char *path, off_t length);
int ftruncate(int fd, off_t length);
将文件大小设为 length 指定的值,如果文件的大小比指定的值大,则截去末尾的一部分;如果文件的大小比指定的值小,则在文件添加一系列空字节或一个文件空洞。
12.大文件的读写:
在32位的体系结构中,文件的大小被限定在2GB之内; 然而磁盘驱动器的容量早已超过了这一限制,因此时常有处理超过2GB文件的需求。
处理大文件I/O最常用的方法:
在源文件添加
#define _FILE_OFFSET_BITS 64
mkdtemp原型: char *mkdtemp(char *template);
为了保证临时文件名的唯一,template的最后六位一定要是XXXXXX
maktemp使用实例:
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int fd;
char temp[] = "/tmp/somestringXXXXXX";
fd = mkstemp(temp);
if(-1 == fd)
cout << "create template file fail." << endl;
cout << "Generated file name is " << temp << endl
if(-1 == close(fd))
cout << "close fail." << endl;
}
运行结果:
liu@liu:~$ ./temp
Generated file name is /tmp/somestringG5ruj9
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
FILE *temp;
temp = tmpfile();
if(temp)
cout << "template file created." << endl;
else
cout << "template file created fail." << endl;
}
运行结果:
liu@liu:~$ ./temp2
template file created.