unix环境高级编程-3.10-文件共享

unix系统支持在不同进程间共享打开的文件。

内核使用三种数据结果表示打开的文件。

（1）每个进程在进程表中都有一个记录项，记录项中包含有一张打开文件的描述符表，可将其视为一个矢量，每个描述符占用一项。

每个文件描述符相关连的是：

• 文件描述符标志
• 指向一个文件表项的指针。

（2）内核为所有打开文件维持一张文件表。每个文件表项包含：

• 文件状态标志（包含读写，填写，同步，非阻塞等）
• 当前文件偏移量
• 指向该文件v节点表项的指针。

（3）每个打开的文件都有一个v节点结构。v节点包含了文件类型和对此文件进行各种操作的函数的指针。对于大多数文件，v节点还包括了该文件的i节点。这些信息是再打开文件时从磁盘上读入内存的。这些文件都是从磁盘读入内存的，所以可以快速使用这些参数。

note：linux没有使用v节点，而是使用了通用的i节点。

此图为打开文件的内核数据结构，该进程有两个不同的打开文件，一个文件打开为标准输入，另一个打开为标准输出。

如果两个独立进程各自打开同一个文件，则有如图所示

我们假设第一个进程在文件描述符3打开该文件，而另一个进程在文件描述符4上打开该文件。打开该文件的每个进程都得到一个文件表项。但对一个给定的文件只有一个v节点表项。每个进程都有自己的一个文件表项，理由是每个进程都要有对一个文件的偏移量。

下面描述上图的产生事件：

• 在完成每个write后，在文件表项中的当前文件偏移量增加所写的字节数，如果这是当前文件偏移量超过了当前的文件长度，则在i节点表项忠的当前文件长度被设置为当前文件偏移量。
• 如果用O_APPEND标志打开一个文件，则相应标志也被设置到文件表现的文件状态标志中。每次对这种具有填写标志的文件执行写操作时候，在文件表项中的当前文件偏移量标志中，首先被设置为i节点表项忠的文件长度，这就似的每次写的数据都添加到文件的当前尾端。
• 若一个文件用lseek函数丁文到文件的当前的尾端。则文件表项中的当前文件偏移量被设置为i节点表项中的当前文件长度。
• lseek函数只修改文件表系那个忠的当前文件偏移量。没有进行任何io操作

可能有多个文件描述符指向同一个文件表项

fork 后也会发生同样的情况，此时父子进程对于每个打开文件描述符共享同一个文件表项。

note：文件描述符标志和恩见状态标志在作用域方面的区别。潜质只用与一个进程的一个进程描述符。而后者则使用语指向改给定文件表项的任何进程中的所有描述符。

当我们看到多个进程进行对一个文件同时操作的时候，这时候就产生了冲突，如何避免呢，那么就是下一节原子操作~