Linux基础IO-1.0——open、close、read及write-深入手搓分析！

@bit::Shadow
✧(≖ ◡ ≖✿

理解文件

狭义：

[*重定向 > 与追加重定向 >>](#*重定向 > 与追加重定向 >>)

*语言的可移植性

理解文件

鲁迅曾说："Linux下一切皆文件"。

狭义：

文件存储在磁盘里。
磁盘是永久性存储介质，因此文件的属性+内容是永久性的，不随关机而数据消失。
磁盘是外设，既是输入设备 又是输出设备。
对磁盘所有的操作均是对外设的输入输出，简称IO。

Linux下一切皆文件

计算机组成原理：

从下至上分别是：硬件驱动操作系统(进程管理

文件管理、内存管理、驱动管理等等) 库、系统调用语言层

操作系统

操作系统统一管理软硬件，即操作系统才是磁盘真正的管理者->系统调用接口访问文件。

计算机启动默认打开的三个文件流：标准输出流，标准输入流及标准错误流。

extern FILE* stdin; // 标准输入流 cin;
extern FILE* stdout; // 标准输出流 c++中 cout;
extern FILE* stderr; // 标准错误流 cerr;

计算机内文件的组织模式：结构体+链表

文件操作

open与close

功能：open and possibly creat a file or device。

函数原型：

cpp 复制代码

int open(const char* pathname, int flags);
int open(const char* pathname, int flags, mode_t mode);

参数：

pathname：文件路径

flags：访问模式+行为标志

☆☆flags常用选项：

|-----------|-----------------------------|
| O_RDONLY | 只读 |
| O_WRONLY | 只写 | 不存在无时自动创建 |
| O_CREAT | 文件不存在则创建 |
| O_APPNED | 追加写入模式 |
| ☆☆O_TRUNC | 如果文件存在清空内容 truncate(截断) |

☆☆mode：创建文件时的权限。仅当选项存在O_CREAT 时，必定添加的参数否则权限混乱。

多mode间加 | 链接。

为什么不是"&&"呢？

O_WRONLY、O_CREAT、O_APPEND 是整数常量（通常是 2 的幂次方：1、2、4、8...）
| 将它们按位或计算组合成一个单一的整数标志值
&& 返回的是逻辑真值（0 或 1），完全不是预期的标志组合

返回值

作为文件标识id，常用fd为fileID的缩写。

close

关闭开启的文件，防止资源泄露。

int close(int fd);

关闭失败返回-1；

只读RDONLY

cpp 复制代码

void testRDONLY() //以只读方式打开
{
    int fd = open("txt.txt", O_RDONLY);
    if(fd == -1) 
    {
        perror("open failed!!\n");
        exit(-1);
    }
    char buffer[10];
    //............read()的使用
    close(fd);
}

写相关

cpp 复制代码

void test3() //以写相关方式打开
{
    int fd1 = open("test1.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);//每次打开均清空
    int fd2 = open("test2.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0666);//每次打开不清空而追加

    if(!(fd1 != -1 && fd2 != -1))
    {
        perror("open failed!!\n");
        exit(-1);
    }
    char buffer[129];
    //............
    close(fd1);
    close(fd2);
}

执行结果：

普通用户默认创建文件的的权限值是0666，与umask 0002相减得权限值0664因此得以下结果：

write与read

作用对象是fd对应的文件。read指读取fd内count个字节数据到指针数组buff内，write指写buf内的count个字节数据到fd内。

cpp 复制代码

#include<cunistd>

ssize_t read(int fd, void* buff, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void* buf, size_t count);

返回值

read()

|--------|-------------|-----------------|
| read() |||
| 返回值 | 含义 | 处理方式 |
| >0 | 成功读到数据 | 正常处理,可能小于count |
| =0 | 到达文件末尾(EOF) | 表示无更多数据，关闭或结束循环 |
| -1 | 发生错误 | 检查errno |

write()

返回值代表成功写入fd内的字节数据个数。

|---------------|--------|---------|
| write() |||
| 返回值 | 含义 | 处理方式 |
| =count | 全部写入成功 | 正常完成 |
| 0<ret<count | 部分写入成功 | 写入 |
| =0 | 没有写入任何 | |
| -1 | 发生错误 | 检查errno |

fd再分析

fd作为open的返回值，是文件打开的标识符，通过使用fd链接对象文件进行各种各样的操作。

cpp 复制代码

void test3() //以写相关方式打开
{
    int fd1 = open("test1.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);//每次打开均清空
    int fd2 = open("test2.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0666);//每次打开不清空而追加
    int fd3 = open("test3.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0666);//每次打开不清空而追加

    if(!(fd1 != -1 && fd2 != -1 && fd3 != -1))
    {
        perror("open failed!!\n");
        exit(-1);
    }
    printf("fd1=%d,fd2=%d,fd3=%d\n",fd1,fd2,fd3); 
    close(fd1);
    close(fd2);
    close(fd3);
}

运行发现：