系統級I O學習筆記檔案的開啟關閉以及共享

在了解檔案之前，我們顯然需要對本文討論的檔案所屬的範疇，即unix i/o有乙個大致的了解。

人們描述linux系統中時，往往伴隨著一句話：一切皆檔案

乙個linux 檔案就是乙個m個位元組的序列:

b0，b1,…，bk，…，bm-1

所有的i/о裝置(例如網路、磁碟和終端)都被模型化為檔案，而所有的輸人和輸出都被當作對相應檔案的讀和寫來執行。這種方式允許linux核心引出乙個簡單、低階的應用介面，稱為unix i/o，這使得所有的輸入和輸出都能以一種統一且一致的方式來執行:

程序是通過呼叫open函式來開啟乙個已存在的檔案或者建立乙個新檔案的:

#include #include #include intopen (char *filename，int flags，mode_t mode) ;//返回:若成功則為新檔案描述符，若出錯為-1.

open函式將filename轉換為乙個檔案描述符，並且返回描述符數字。返回的描述符總是在程序中當前沒有開啟的最小描述符。flags引數指明了程序打算如何訪問這個檔案:

例如，下面的**說明如何以讀的方式開啟乙個已存在的檔案:

fd = open("foo.txt"，o_rdonly, 0) ;

flags引數也可以是乙個或者更多位掩碼的或，為寫提供給一些額外的指示:

最後,程序通過呼叫close函式關閉乙個開啟的檔案。

#include
intclose
(int fd)
;//返回:若成功則為0，若出錯則為—1。

關閉乙個已關閉的描述符會出錯。

我們現在可以試試看這個了：

#include
intmain()

也許你會認為開啟fd1，關閉fd1，再開啟fd2，這樣會顯示fd2 = 0或者fd2 = 1。實際上不是這樣的，還記得剛才我們提到的嗎？

linux shell建立的每個程序開始時都有三個開啟的檔案:標準輸入(描述符為0)、標準輸出(描述符為1)和標準錯誤(描述符為2)。標頭檔案定義了常量stdin_fileno、stdout_fileno和stderr_fileno，它們可用來代替顯式的描述符值。請一定要記住這一條，在這之後會非常重要

所以實際上，標準輸入、輸出和錯誤已經將0、1、2號檔案位置佔據了，之後的開啟檔案的操作都是從3開始的，因此我們得到的程式執行結果其實是fd2 = 3。

核心用三個相關的資料結構來表示開啟的檔案，我們簡單地概括為:

我們通過一張圖來形象地了解典型情況

不難想象，多個描述符也可以通過不同的檔案表表項來引用同乙個檔案。例如，如果以同乙個 filename呼叫open函式兩次，就會發生這種情況。關鍵思想是每個描述符都有它自己的檔案位置，所以對不同描述符的讀操作可以從檔案的不同位置獲取資料。具體就會如下圖所示：

很好理解，在這個例子中，fd1與fd2之間並沒有什麼關係，他們分別開啟了foobar.txt（其中由6個ascii碼字元「foobar」組成）因此，程式輸出結果為

c = f

接下來談論的題目牽扯到了 fork 和 wait，如果不記得的話，可以檢視我之前那篇學習筆記，系統級i/o學習筆記——檔案的開啟、關閉以及共享，其中有說明。

#include
intmain()
wait
(null);
read
(fd，&c，1);
printf
("c = %c\n"，c)
;exit(0);}

父子程序中，實際上檔案是共享的。子程序有乙個父程序描述符表的副本。父子程序共享相同的開啟檔案表集合，因此共享相同的檔案位置。如下圖所示：

所以我們不難分析，在我們給出的例子中，父子程序共享乙個開啟資料夾，fork後，子程序讀取一位，而父程序則wait等待至子程序結束，之後再讀取一位，實際上總共讀取了2位，程式輸出：

c = o

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