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一、文件基础
一个空文件，也会占用磁盘空间，这是因为文件不仅仅有存放在里面的内容，还有属性，比如文件名。创建时间，文件权限等。
文件 = 内容 + 属性。我们对文件的操作，无非是对内容或者对属性的操作。我们知道，=文件是存储在磁盘中的，如果我们打开文件，需要将文件加载到内存中，这样CPU才可以对文件进行处理。打开文件的本质，就是将文件加载到内存。
操作系统在运行过程中，可能会打开很多文件，因此操作系统要对打开的文件进行管理。管理的本质操作就是先描述在组织。因此在内核中一定存在已打开文件的结构体，他们依次用链表存储起来，操作系统对文件的管理转为对链表的增删查改。
今天我们着重学系的就是进程与被打开文件的关系。
二、常见的C语言文件接口
- fopen() ------ 打开文件；
- FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
- fclose() ------ 关闭文件；
- int fclose ( FILE * stream );
C语言写入函数
C语言读取函数
使用fputs写入函数测试下。
其中"w"权限是写入，没有文件就先创建文件，在写入前会先清空文件内容。在linux中还有一个方法可以进行w写入，就是输出重定向。>
还有"a"，追加方式，他不会在写入前清空文件内容，而是在文件内容末尾继续追加新内容。linux中的追加重定向为 >>
重定向这里先了解一下，后续会继续讲解。
三、系统文件接口
我们知道，打开文件是要将文件加载到内存中，我们之前的操作是使用进程打开文件，进程是没有这么大的权利的，他肯定是调用了操作系统给我们的系统接口。虽然刚刚我们没有调用系统接口，用的是C语言给我们的接口，但其实，C语言打开文件的接口，底层是封装了系统调用接口的！！
系统接口open，第一个参数为路径+文件名，第二个参数是以什么样的方式打开，第三个参数对已创建的文件可以不填，对未创建的文件表示对文件设置什么权限。创建成功返回值为文件描述符file descriptor（简称fd），创建失败返回值为-1。
主要方式如下
- O_RDONLY：只读模式
- O_WRONLY：只写模式
- O_RDWR：可读可写
- O_APPEND 表示追加，如果原来文件里面有内容，则这次写入会写在文件的最末尾。
- O_CREAT 表示如果指定文件不存在，则创建这个文件
- O_EXCL 表示如果要创建的文件已存在，则出错，同时返回 -1，并且修改 errno 的值。
- O_TRUNC 表示截断，如果文件存在，并且以只写、读写方式打开，则将其长度截断为0。
这些方式是通过位图来实现的，比如O_RDONLY为00000001，O_WRONLY为00000010，O_RDWR为00000100，如此类推，需要使用指定的方式，我们直接进行或运算就好。
运行结果如下，我们创建了log.txt文件，但权限为664，而不是我们代码中的0666，这是因为我们系统权限掩码为0002的原因，0666 &（~0002）= 0664。
写数据的系统接口为write，第一个参数代表往那个文件中写入（是open打开文件获取的文件描述符fd），第二个参数需要写入的字符串，第三个参数为写入的字节数。返回值为实际写入了多少字节的数据。
写入代码
成功写入
我们使用的为O_WRONLY | O_CREAT，只写的方式，没有文件就创建。因此如果再进行写入，并不会将文件内容清空，而是进行覆盖。
如下将str进行修改，再执行命令，查看log.txt的内容，发现good覆盖上了hell 。
如果我们打开方式 | O_TRUNC，就会在打开前先清空文件。
如果我们打开方式 | O_APPEND，会从文件结尾处开始写入，这是追加（不清空文件）。
四、理解语言与系统文件操作的关系
经过前面的学习，我们知道C语言文件的处理底层是封装了系统调用接口的，但是C语言fopen返回的是FILE* 指针，而系统open返回的是int类型整数fd，后续也是通过fd来对指定文件做处理的。
那么fd存放的内容是什么呢？我们通过如下代码打印出来看。
发现fd从 3 开始，是连续的小整数。 为什么不从0开始呢，0 1 2这三个去哪里了。如下
进程在运行的时候，默认是把这三小只打开的。但是这三小只不是硬件嘛，怎么跟文件扯上关系了，因为Linux下，一切皆文件。（后面会讲）
我们是通过进程对文件进行处理，那么进程的task_struct里面存在一个files_struct指针指向文件描述符表，里面有很多数据，其中有一个struct file* fd_array[]的数组指针，他指向被打开的文件结构体，这个索引就是文件描述符。如下图所示
但我们查看C标准库，发现这三个变量类型为FILE* 。
File是C语言提供的结构体类型，fopen的底层是open，那么File结构体里面必定封装了文件描述符。我们通过如下代码也能印证一番
操作系统默认将stdin stdout stderr 打开，就是为了让程序员方便进行输入输出代码。就可以直接scanf 和 printf进行输入和显示。我们C语言第一个头文件基本都是stdio.h，stdio就是标准输入输出，C++第一个头文件 iostream，输入输出流。
五、如何理解一切皆文件
操作系统要管理硬件，也是先描述在组织，会将各种硬件使用结构体组织起来，不同的硬件，读写的方法肯定是不一样的，但是struct file里的接口read和write函数指针会指向对应硬件的读写。这样从统一的视角去看待不同硬件。我们也就理解了为何文件先会打开0 1 2这三小只。
六、文件标识符再理解
我们知道了0 1 2号文件标识符分别为stdin,stdout,stderr，也知道了linux一切皆文件，那么我们尝试下使用 read与write + 文件标识符 进行读写来代替（scanf和printf）。
read函数第一个参数fd为文件标识符，第二个参数为读取的数据保存到buf缓冲区中，第三个参数为读取的字节数，返回值为带符号整数（实际读取字节数，失败返回-1）。
write函数第一个参数fd也为文件标识符，第二个参数为从buf缓冲区中写入数据到文件，第三个参数为写入的字节数，返回值为带符号整数（实际写入字节数，失败返回-1）
代码如下，从0（stdin）中读取输入到buffer，从buffer写入数据到1（stdout）中。
成功输出我王慕霸没有开挂！！！！
我们知道，打开文件fd是从3开始，按顺序依次累加。如果我们先关闭某一个或几个fd文件，那么新打开的文件还是从3开始吗？
使用下面代码测试下
发现是从索引0开始，往后依次查找空位进行放入，比如fd1找到0不存在，就放入到0位置，fd2发现0 1 2都存在，3不存在，就放入3位置。
如果你关掉了1，虽然fd也会放入1位置，但是不会打印，因为1号为标准输出，关闭还打印个啥。