Linux系統程式設計（第三章）筆記

2021-10-14 15:54:32 字數 3116 閱讀 6603

由於塊是檔案系統中最小儲存單元的抽象，在核心中，所有檔案系統操作都是基於塊來執行。因此所有i/o操作都是在塊大小或者塊大小的整數倍上執行。

假設要讀取1024個位元組，每次讀乙個位元組需要1024次呼叫，而如果乙個讀取1024位元組的塊則只需要呼叫一次。對於這種提公升其效能的途徑是「使用者緩衝i/o」。

使用者緩衝i/o

使用者緩衝i/o在使用者空間完成，類似核心通過延遲寫，合併相鄰i/o請求以及預讀等操作來緩衝資料的這些方法提高效能。

當資料被寫入時，它會被儲存到程式位址空間的緩衝區中。當緩衝區資料大小達到給定值，即緩衝區大小，整個緩衝區會通過一次寫操作全部寫出。同樣讀操作也是一次讀入緩衝區大小且塊對齊的資料。

標準i/o

c標準庫中提供了標準i/o庫（簡稱stdio），它實現了跨平台的使用者緩衝解決方案。這個標準i/o庫使用簡單，且功能強大。

檔案指標

標準i/o程式集並不是直接操作檔案描述符。相反，它們通過唯一識別符號，即檔案指標來操作。在c標準庫里，檔案指標和檔案描述符一一對映。

在標準i/o中，開啟的檔案稱為「流」。流可以被開啟用來讀（輸入流），寫（輸出流）或者二者兼有（輸入/輸出流）。

檔案操作

fopen()：

#include


file*


fopen


(const


char


*path,


const


char


*mode)


;
該函式根據mode引數，按指定模式開啟path所指向的檔案，並給它關聯上新的流。

fdopen()：

#include


file*


fdopen


(int fd,


const


char


*mode)


;
fdopen()的可能模式和fopen()相同，而且必須和初始開啟檔案描述符的模式匹配。可以指定模式w和w+，但是它們不會清空原檔案。流指標指向檔案描述符指向的檔案位置。

fclose()：

#include


intfclose


(file *stream)


;
在關閉前，所有被緩衝但還沒有寫出的資料都會被寫出。還有一種fcloseall哈數關閉和當前程序相關聯的所有流包括標準輸入，標準輸出和標準錯誤。linux特有的。

一旦檔案描述符被轉換成流，則在該檔案描述符上不應該直接執行i/o操作，雖然這麼做是合法的。需要注意的是，檔案描述符並沒有被複製，而只是關聯了乙個新的流。關閉流也會關閉相應的檔案描述符。

fgetc()：

#include


intfgetc


(file *stream)


;
該函式從stream中讀取乙個字元，並把該字元強制型別轉換成unsigned int返回。ungetc()把讀取的乙個字元放回流中。

fgets()：

#include


char


*fgets


(char


*str,


int size,file *stream)


;
該函式從stream中讀取size-1個位元組的資料，並把結果儲存到str中。讀取二進位制資料有fread()。

寫入流資料操作有fputc(),fputs(),fwrite()等等。

定位流fseek()：

#include


intfseek


(file *stream,


long offset,


int whence)


;
fseek()函式是標準i/o最常用的定位函式，控制stream指向檔案中由引數offset和whence確定的位置。還提供了其他函式：fsetpos(),rewind(),ftell()。

flush（重新整理輸出）流

fflush()：

#include


intfflush


(file *stream)


;
呼叫該函式時，stream指向的流中所有未寫入的資料會被flush到核心中。如果stream是空的，程序中所有開啟的流都會被flush。成功時返回0，失敗時返回eof。

錯誤和檔案結束

ferror()：

#include


intferror


(file *stream)


;
判定給定的stream是否有錯誤標誌。feof()用於判斷指定stream是否設定了檔案結束標誌，clearer()函式會清空指定stream的錯誤和eof標誌。

獲取關聯的檔案描述符

fileno()：

#include


intfileno


(file *stream)


;
成功時返回和指定stream關聯的檔案描述符。失敗時返回-1.

控制緩衝

setbuf()：

#include


intsetvbuf


(file *stream,


char


*buf,


int mode,size_t size)


;
mode值必須是以下之一：_ionbf(無緩衝)，_iolbf(行緩衝)，_iofbf(塊緩衝)。

執行緒安全

手動檔案加鎖

flockfile()：

#include


void


flockfile


(file *stream)


;
等待指定stream被解鎖，然後增加自己的鎖計數，獲得鎖，該函式的執行執行緒成為流的持有者，並返回。

funlockfile()：

#include


void


funlockfile


(file *stream)


;
減少和指定stream關聯的鎖計數。如果鎖計數值為0，當前執行緒會放棄對該流的持有權，另乙個執行緒可以獲得鎖。

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