C++笔记-文件IO-＜fcntl.h＞

<fcntl.h> 文件控制

一、是什么

<fcntl.h> = file control，提供 C 风格的文件系统调用：

内容	用途
open()	打开 / 创建文件
O_* 标志	控制打开方式
fcntl()	修改 fd 属性

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二、open 原型

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

参数	含义
pathname	文件路径
flags	打开方式（O_RDONLY、O_CREAT 等）
mode	权限，只在 O_CREAT 时用，如 0644
返回	成功 fd >= 0，失败 -1

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三、常用标志

标志	含义
O_RDONLY	只读
O_WRONLY	只写
O_RDWR	读写
O_CREAT	不存在就创建
O_APPEND	追加写，每次写到末尾
O_TRUNC	打开时清空
O_EXCL	配合 O_CREAT，文件已存在则失败
O_NONBLOCK	非阻塞

多个标志用 | 组合：

open("data.log", O_CREAT | O_WRONLY | O_APPEND, 0644);

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四、权限 0644

三位八进制：

6 4 4
│ │ └─ 其他人：r--
│ └─── 组：r--
└───── 拥有者：rw-

数字	权限
4	读
2	写
1	执行
6	读+写
7	读+写+执行

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五、读 / 写 / 关闭

需要 #include <unistd.h>

unistd=Unix Standard

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

返回值	含义
read > 0	实际读到的字节数
read = 0	文件读完 / 对端关闭
read = -1	出错
write > 0	实际写入的字节数
write = -1	出错

注意：write 可能写不全，大消息要循环写：

size_t total = 0;
while (total < len) {
    ssize_t n = write(fd, buf + total, len - total);
    if (n <= 0) break;
    total += n;
}

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六、落盘 fsync

需要 #include <unistd.h>

fsync(fd);

• 强制把内核缓冲区写到磁盘
• 防崩溃丢数据
• 比普通 write 慢很多

WAL （预写日志）必须用：

write(fd, log.c_str(), log.size());
fsync(fd);              // 确保真落盘

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七、定位 lseek

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

whence	含义
SEEK_SET	从开头
SEEK_CUR	从当前位置
SEEK_END	从末尾

lseek(fd, 0, SEEK_SET);   // 回到开头

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八、最常用模板

追加写 + 落盘

int fd = open("data.log", O_CREAT | O_WRONLY | O_APPEND, 0644);
if (fd < 0) { /* 出错 */ }

std::string log = "SET key value\n";
write(fd, log.c_str(), log.size());
fsync(fd);
close(fd);

只读打开

int fd = open("data.txt", O_RDONLY);
char buf[1024];
ssize_t n;
while ((n = read(fd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
    // 处理 buf 前 n 字节
}
close(fd);

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九、常见坑

坑	说明
open 返回 -1 要检查	不检查后面全崩
write 可能写不全	大消息要循环
fsync 很慢	别每条都调，重要才调
O_APPEND 保证原子追加	多线程写同一 fd 安全
fd 用完要 close	否则泄漏
read 返回 0	是正常结束，不是错误

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十、和 <fstream> 对比

	<fcntl.h>（C 风格）	<fstream>（C++ 风格）
类型	int fd	ifstream / ofstream
打开	open("a.txt", O_RDONLY)	ifstream in("a.txt")
读	read(fd, buf, n)	getline(in, line) / in >> x
写	write(fd, buf, n)	out << "hi"
关闭	close(fd)	自动 / in.close()
落盘	fsync(fd)	❌
非阻塞	fcntl	❌
网络 fd	✅ 同一套	❌
逐行读	❌ 自己处理	✅ getline
格式化输出	❌	✅ <<
跨平台	Linux / POSIX	✅ 全平台
底层	系统调用	封装系统调用

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十一、怎么选

场景	用哪个
读文本、逐行处理	ifstream + getline
写文本	ofstream
要 fsync 落盘	open + write + fsync
网络 socket	read / write
要非阻塞	fcntl
跨平台	fstream

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十二、总结

<fcntl.h> 是 C 风格底层文件 IO：open 打开，read/write 读写，fsync 落盘，close 关闭。

要落盘、要网络 fd、要非阻塞 → 用它；日常读文本 → 用 <fstream>。