파일은 Linux 시스템에서 가장 기본적이고 일반적으로 사용되는 데이터 저장 방법으로 텍스트 파일, 바이너리 파일, 장치 파일, 디렉터리 파일 등이 될 수 있습니다. 파일을 읽고 쓰는 것은 Linux 프로그래밍에서 가장 중요한 작업 중 하나입니다. 여기에는 파일 설명자, 버퍼, 시스템 호출 및 라이브러리 기능과 같은 개념이 포함됩니다. 이 기사에서는 열기, 닫기, 읽기, 쓰기, 위치 지정, 자르기, 동기화 및 기타 작업을 포함하여 Linux 파일 I/O의 기본 원리와 방법을 소개하고 예제를 통해 사용법과 주의 사항을 설명합니다.
후속 시스템 호출(read(2), write(2), lseek(2), fcntl(2) 등)에 사용되는 음수가 아닌 작은 정수입니다($man 2 open). 일반적으로 3개의 열린 파일 설명자가 있습니다:
close-on-exec현재 시스템에는 하나의 파일 설명자 플래그
fcntl()的FD_CLOEXEC和open()的O_CLOEXEC用来设置文件的close-on-exec close-on-exec 플래그가 1로 설정되면 이 플래그가 켜집니다. 이때 자식 프로세스가 exec 함수를 호출하기 전에 시스템은 이미 자식 프로세스에게 파일 설명자를 닫도록 요청했습니다. 참고: 새 버전에서는 열 때 CLOEXEC 설정을 지원하지만 컴파일 중에 오류가 계속 표시됩니다. 오류: 'O_CLOEXEC'가 선언되지 않았습니다(이 함수에서 처음 사용). 이 기능은 매크로(_GNU_SOURCE)를 설정하여 활성화해야 합니다.
으아악파일 상태 플래그는 열린 파일의 속성을 나타내는 데 사용됩니다. 파일 상태 플래그는 파일 설명자를 복제하여 동일한 열린 파일의 상태를 공유할 수 있지만 파일 설명자 플래그는 그럴 수 없습니다.
FA: 다음 모델이 있다고 추측됩니다. 옵션을 나타내기 위해 한 비트가 1이고 나머지는 모두 0인 문자열 문자열을 사용하고 옵션은 다음과 같을 수 있습니다. 0/1 문자열을 얻기 위한 "비트 ANDed"는 전체 플래그의 상태를 나타냅니다. 참고: 아래쪽 세 자리는 액세스 모드를 나타냅니다
creat()
#include int creat(const char *pathname, mode_t mode);
//复制一个文件描述符的指向，新的文件描述符的flags和原来的一样，成功返回new_file_descriptor, 失败返
回-1并设errno
#include
int dup(int oldfd); //使用未被占用的最小的文件描述符编号作为新的文件描述符
int dup2(int oldfd, int newfd);
#include
#include
int dup3(int oldfd, int newfd, int flags);
#include
#include
int res=dup2(fd,fd2);
if(-1==res){
perror("dup2"),exit(-1);
//从fd对应的文件中读count个byte的数据到以buf开头的缓冲区中，成功返回成功读取到的byte的数目，失败返回-1设errno
#include
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
#include
#include
int res=read(fd,buf,6);
if(-1==fd)
perror("read"),exit(-1);
//从buf指向的缓冲区中读取count个byte的数据写入到fd对应的文件中，成功返回成功写入的byte数目，文件的位置指针会向前移动这个数目，失败返回-1设errno
#include
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);//不需要对buf操作, 所以有const, VS read()没有const
#include
#include
int res=write(fd,"hello",sizeof("hello"));
if(-1==res)
perror("write"),exit(-1);
Note: 上例中即使只有一个字符’A’,也要写”A”,因为”A”才是地址,’A’只是个int
l 表示long int, 历史原因
//根据移动基准whence和移动距离offset对文件的位置指针进行重新定位，返回移动后的位置指针与文件开头的距离，失败返回-1设errno
#include
#include
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
/*whence:
SEEK_SET：以文件开头为基准进行偏移，0一般不能向前偏
SEEK_CUR：以当前位置指针的位置为基准进行偏移，1向前向后均可
SEEK_END：以文件的结尾为基准进行偏移，2向前向后均可向后形成”文件空洞”
#include
#include
int len=lseek(fd,-3,SEEK_SET);
if(-1==len){
perror("lseek"),exit(-1);
//对fd进行各种操作，成功返回0,失败返回-1设errno
#include
#include
int fcntl(int fd, int cmd, ... ); //...表示可变长参数
/*cmd:
Adversory record locking:
F_SETLK(struct flock*) //设建议锁
F_SETLKW(struct flock*) //设建议锁，如果文件上有冲突的锁，且在等待的时候捕获了一个信号，则调用被打断并在信号捕获之后立即返回一个错误，如果等待期间没有信号，则一直等待
F_GETLK(struct flock*) //尝试放锁，如果能放锁，则不会放锁，而是返回一个含有F_UNLCK而其他不变的l_type类型，如果不能放锁，那么fcntl()会将新类型的锁加在文件上，并把当前PID留在锁上
Duplicating a file descriptor:
F_DUPFD (int) //找到>=arg的最小的可以使用的文件描述符，并把这个文件描述符用作fd的一个副本
F_DUPFD_CLOEXEC(int)//和F_DUPFD一样，除了会在新的文件描述符上设置close-on-exec
F_GETFD (void) //读取fd的flag，忽略arg的值
F_SETFD (int) //将fd的flags设置成arg的值.
F_GETFL (void) //读取fd的Access Mode和其他的file status flags; 忽略arg
F_SETFL (long) //设置file status flags为arg
F_GETOWN(void) //返回fd上接受SIGIO和SIGURG的PID或进程组ID
F_SETOWN(int) //设置fd上接受SIGIO和SIGURG的PID或进程组ID为arg
F_GETOWN_EX(struct f_owner_ex*) //返回当前文件被之前的F_SETOWN_EX操作定义的文件描述符R
F_SETOWN_EX(struct f_owner_ex*) //和F_SETOWN类似，允许调用程序将fd的I/O信号处理权限直接交给一个线程，进程或进程组
F_GETSIG(void) //当文件的输入输出可用时返回一个信号
F_SETSIG(int) //当文件的输入输出可用时发送arg指定的信号
*/
/*…:
可选参素，是否需要得看cmd，如果是加锁，这里应是struct flock*
struct flock {
short l_type; //%d Type of lock: F_RDLCK(读锁), F_WRLCK(写锁), F_UNLCK(解锁)
short l_whence; //%d How to interpret l_start, 加锁的位置参考标准:SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END
off_t l_start; //%ld Starting offset for lock, 加锁的起始位置
off_t l_len; //%ld Number of bytes to lock , 锁定的字节数
pid_t l_pid; // PID of process blocking our lock, (F_GETLK only)加锁的进程号,,默认给-1
};
*/
限制加锁,但不限制读写, 所以只对加锁成功才读写的程序有效,用来解决不同的进程 同时对同一个文件的同一个位置 “写”导致的冲突问题
读锁是一把共享锁(S锁):共享锁+共享锁+共享锁+共享锁+共享锁+共享锁
写锁是一把排他锁(X锁):永远孤苦伶仃
Q:为什么加了写锁还能gedit或vim写???
A:可以写, 锁只可以控制能否加锁成功, 不能控制对文件的读写, 所以叫”建议”锁, 我加了锁就是不想让你写, 你非要写我也没办法. vim/gedit不通过能否加锁成功来决定是否读写, 所以可以直接上
Q: So如何实现文件锁控制文件的读写操作????
A:可以在读操作前尝试加读锁, 写操作前尝试加写锁, 根据能否加锁成功决定能否进行读写操作
int fd=open("./a.txt",O_RDWR); //得到fd
if(-1==fd)
perror("open"),exit(-1);
struct flock lock={F_RDLCK,SEEK_SET,2,5,-1}; //设置锁 //此处从第3个byte开始(包含第三)锁5byte
int res=fcntl(fd,F_SETLK,&lock); //给fd加锁
if(-1==res)
perror("fcntl"),exit(-1);
这个函数可以实现其他文件操作函数所没有的功能，大多数情况下都用在设备驱动程序里，每个设备驱动程序可以定义自己专用的一组ioctl命令，系统则为不同种类的设备提供通用的ioctl命令
//操作特殊文件的设备参数，成功返回0,失败返回-1设errno #include int ioctl(int d, int request, ...); //d：an open file descriptor. //request： a device-dependent request code
//关闭fd，这样这个fd就可以重新用于连接其他文件，成功返回0,失败返回-1设errno
#include
int close(int fd);
#include
#include
int res=close(fd);
if(-1==res)
perror("close"),exit(-1);
通过本文，我们了解了Linux文件I/O的基本原理和方法，它们可以满足我们对文件的各种操作需求。我们应该根据实际需求选择合适的方法，并遵循一些基本原则，如关闭不用的文件描述符，检查错误返回值，使用合适的缓冲区大小等。文件I/O是Linux程序设计中不可或缺的一部分，它可以实现数据的持久化和交换，也可以提升程序的功能和性能。希望本文能够对你有所帮助和启发。
위 내용은 Linux 파일 I/O: 원칙 및 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!
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