【Linux系统编程】模拟实现一个最简版C语言标准IO库

YIN_尹2026-09-10 14:28

准备工作：

创建三个文件

写一个makefile：

1. MY_FILE结构体

C语言标准库中，所有文件访问函数（fopen、fread、fwrite、fprintf、fclose）都必须通过 FILE* 流指针来操作的

那我们先来实现一下FILE结构体，我们就写成MY_FILE

然后我们重点来模拟实现这几个函数：

我们一起来实现一下：

那首先我们可以判断一下文件的打开模式，不同的模式，我们调用open时传的参数就不同：
我们这里只考虑几种常见的打开模式
如果打开失败，则返回一个空指针

如果打开成功，构造该文件对应的文件指针，并返回

下面我们来实现my_fwrite函数：

回忆一下，调用fwrite这些函数的本质是什么，其实就是把数据从用户空间拷贝到FILE中的用户级缓冲区中！

拷贝过去就完了嘛
然后是不是要检查一下是否满足刷新条件啊，如果满足，则调用write系统调用刷新到内核缓冲区。不满足就暂存在缓冲区中，不刷新

fflush 是 C 标准库提供的函数，它的作用是将指定文件流（FILE*）的"用户态缓冲区"中暂存的数据，立即通过 write 系统调用"推"给内核（进入页缓存或终端缓冲区）。

fclose 在释放 FILE 结构体之前，内部会先强制执行一次刷新（相当于调用 fflush），把用户缓冲区里残余的数据全部通过 write 系统调用推给内核，然后再调用 close 关闭底层文件描述符

然后我们来测试一下：

运行测试一下：

所以，循环每次调用my_fwrite都会立即触发用户级缓冲区刷新到内核

然后：

我们把写入的字符串中的\n去掉。
那每次调用就不会触发刷新了
所以：

程序运行的过程中，我们查看log.txt就看不到有内容写入。
直到程序结束退出时统一刷新。

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