Unix Programming ：文件IO

文件描述符常量(unistd.h)：

• STDIN_FILENO
• STDOUT_FILENO
• STDERR_FILENO

通常这些常量分别对应于数字0,1,2

文件操作需要头文件 fcntl.h ，一些常量需要头文件unistd.h

• open int open(const char *pathname, int oflag, ... ) 

  • 其中oflag可以是以下值的集合

    • O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR 读写属性
    • O_APPEND、O_CREAT、O_EXCL、O_TRUNC、O_NOCTTY、O_NONBLOCK
• creat 等效于 open (pathname, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, mode);
• closeint close(int filedes);
• lseek off_t lseek(int filedes, off_t offset, int whence); 

  • 与偏移 offset 相对的位置whence：

    • SEEK_SET 文件起始
    • SEEK_CUR 当前位置
    • SEEK_END 文件末尾
• write ssize_t write(int filedes, const void *buf, size_t nbytes); 

生成有洞的文件

使用lseek跳到文件原大小之外的范围然后写入数据，那么中间的部分数据不会被真正存储，不过读取是都当做0看待，但ls看到的文件大小还是将中间这些算进去的，这样可以非常快速的生成较大的空白文件。

 1 #include <stdio.h>

 2 #include <fcntl.h>

 3 #include <errno.h>

 4 #include <unistd.h>

 5 #include <limits.h>

 6 #include <string.h>

 7 

 8 char file_header[] = "this is the file header msg.";

 9 char file_end[] = "now we reach the file end.";

10 

11 int main() {

12     printf("size of off_t: %ld\n", sizeof(off_t));

13     printf("max file open number: %ld\n", sysconf(_SC_OPEN_MAX));

14     printf("max name length: %d\n", _POSIX_NAME_MAX);

15     printf("max path length: %d\n", _POSIX_PATH_MAX);

16 

17     int fd = open("tmpfile", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC);

18 

19     if (fd < 0) {

20         perror("file operation open");

21         return 0;

22     }

23 

24     int head_len = strlen(file_header);

25     int end_len  = strlen(file_end);

26 

27     if (write(fd, file_header, head_len) != head_len) {

28         perror("write file header msg failed.");

29     }

30 

31     if (lseek(fd, 16384, SEEK_SET) == -1) {

32         perror("lseek failed.");

33     }

34 

35     if (write(fd, file_end, end_len) != end_len) {

36         perror("write file end msg failed.");

37     }

38 

39     if (close(fd) < 0) {

40         perror("file operation close");

41     }

42     return 0;

43 }

缓存影响I/O效率

由于有预读取的过程存在使用缓存可以提高复制速度，但是当缓存超过其预读取大小时缓存作用就降低了

 1 #include <stdio.h>

 2 #include <stdlib.h>

 3 #include <unistd.h>

 4 #include <fcntl.h>

 5 

 6 char buffer[16 * 1024];

 7 

 8 int main(int argc, char* argv[]) {

 9     if (argc < 2) {

10         fprintf(stderr, "usage:\n\t%s <buffer_size>\n", argv[0]);

11         return 0;

12     }

13 

14     int buffer_size = 0;

15     sscanf(argv[1], "%d", &buffer_size);

16 

17     if (buffer_size > sizeof(buffer)) {

18         fprintf(stderr, "buffer size too big. max: %ld\n", sizeof(buffer));

19         return 0;

20     }

21 

22     int bytes_read = 0;

23 

24     while ((bytes_read = read(STDIN_FILENO, buffer, buffer_size)) > 0) {

25         if (write(STDOUT_FILENO, buffer, bytes_read) != bytes_read) {

26             fprintf(stderr, "write error.\n");

27         }

28     }

29 

30     if (bytes_read < 0) {

31         fprintf(stderr, "read error.\n");

32     }

33 

34     return 0;

35 }

测试了使用不同缓存的情况下IO效率（比较随意）：

Linux中的fd设备