Unix环境高级编程第三章:文件IO

APUE主要讨论了三部分内容：文件IO、并发、进程间通信

• 文件IO：
标准IO：优点是可移植性高，缺点是性能比系统 IO 差，且功能没有系统 IO 丰富。
系统IO：因为是内核直接提供的系统调用函数，所以性能比标准 IO 高，但是可移植性比标准 IO 差。

• 并发：
信号 + 多进程；
多线程；
进程间通信：
FIFO：管道；
　System V：又称为 XSI，支持以下三种方式：
　msg：消息队列；
　sem：信号量；
　shm：共享存储；
　Socket：套接字（网络通信）；

• 文件描述符
对于内核而言，所有打开的文件都是通过文件描述符引用，文件描述符是一个非负整数。当打开或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。当读写一个文件时，使用open或creat返回的文件描述符标识该文件，将其作为参数传送给read或write。

• 文件IO函数
1：lseek（设置文件偏移量）

#include
off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence)   //返回值： 若成功，返回新的文件偏移量 若出错 返回-1

每个打开文件都有一个与其相关联的“当前文件偏移量”。它通常是一个非负整数，用以度量从文件开始处计算的字节数，通常读写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。
2：write(向打开的文件写数据)

#include
ssize_t write(int fd,const void* buf,size_t nbytes)//返回值：若成功 返回已经写的字节数 若出错 返回-1

3：read函数（从打开的文件中读数据）

#include
ssize_t read(int fd,void* buf,size_t nbytes)//返回值： 读到的字节数，若已到文件尾 返回0；若出错，返回-1

做个例子熟悉下这几个函数吧

  1 #include"apue.h"
  2 #include
  3 #include
  4 #include
  5 
  6 int main()
  7 {
  8     int fd,byteNum,result;
  9     char wbuf[10] = "123456789";
 10     if((fd=open("./a.txt",O_RDWR|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){
 11         perror("Fail to open\n");
 12     }else{
 13         printf("open\n");
 14     }
 15     if((byteNum=write(fd,wbuf,10))<0){
 16         perror("Fail to write\n");
 17         return -1;
 18     }else{
 19         printf("byteNum - %d\n",byteNum);
 20     }
 21 }

      1 #include"apue.h"
      2 #include
      3 #include
      4 #include
      5 
      6 int main()
      7 {
      8     int fd,byteNum,result;
      9     char wbuf[10] = "123456789";
     10     char nbuf[5] = "ABCDE";
     11     if((fd=open("./a.txt",O_RDWR|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){
     12         perror("Fail to open\n");
     13     }else{
     14         printf("open\n");
     15     }
     16     if((byteNum=write(fd,wbuf,10))<0){
     17         perror("Fail to write\n");
     18         return -1;
     19     }else{
     20         printf("byteNum - %d\n",byteNum);
     21     }
     22     if((byteNum=write(fd,wbuf,3))<0){
     23         perror("Fail to write\n");
     24         return -1;
     25     }else{
     26         printf("byteNum - %d\n",byteNum);
     27     }
     28     return 0;
     29 }

此时的文件：

   1 #include"apue.h"
      2 #include
      3 #include
      4 #include
      5 
      6 int main()
      7 {
      8     int fd,byteNum,result;
      9     char wbuf[10] = "123456789";
     10     char nbuf[5] = "ABCDE";
     11     if((fd=open("./a.txt",O_RDWR|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){
     12         perror("Fail to open\n");
     13     }else{
     14         printf("open\n");
     15     }
     16     if((byteNum=write(fd,wbuf,10))<0){
     17         perror("Fail to write\n");
     18         return -1;
     19     }else{
     20         printf("byteNum - %d\n",byteNum);
     21     }
     22 
     23     //lseek
     24     if((result = lseek(fd,4,SEEK_SET))<0){
     25         perror("Fail to lseek\n");
     26     }else{
     27         printf("New offet of this file:%d\n",result);
     28     }
     29     return 0;
     30 }

 30     //read
 31     if((byteNum = read(fd,rbuf,12))<0){
 32         perror("Fail to read\n");
 33     }else{
 34         printf("byteNum = %d\n",byteNum);
 35     }
 36     return 0;

读到了文件终结符，因为wbuf只给了9个字符，在write后第十个字符变成了EOF。
• 文件共享

打开文件的内核数据结构（抄别人的图）

两个进程同时打开一个文件（抄别人的图）

我们假定第一个进程在文件描述符3上打开该文件，而另一个进程在文件描述符4上打开该文件，打开该文件的每一个进程都会获得各自的一个文件表项，但对于一个给定的文件只有一个v节点表项。之所以每个进程都获得自己的文件表项，是因为这可以使每个进程都有它自己的对该文件的当前偏移量。
当多个进程同时操作一个文件时，可能会产生预想不到的后果，需要通过原子操作来解决。
• 原子操作
对于原子操作重点在于理解概念啦，pread和pwrite就不demo了，多线程玩的不熟，有时间在补充。
一般而言，原子操作指的是由多步组成的一个操作。如果该操作原子地执行，则要么全部执行，要么全部不执行。（这个概念实在太常见，数据库的事件，操作系统的PV操作。。。）

好了，公司阿姨关灯撵我走，后面的巴拉巴拉函数有空在demo吧，突然怀恋实验室。