1.文件
1.狭义理解
⽂件在磁盘⾥
磁盘是永久性存储介质，因此⽂件在磁盘上的存储是永久性的
磁盘是外设（即是输出设备也是输⼊设备）
磁盘上的⽂件 本质是对⽂件的所有操作，都是对外设的输⼊和输出 简称 IO
2.广义理解
Linux 下⼀切皆⽂件
3.⽂件操作的归类认知
对于 0KB 的空⽂件是占⽤磁盘空间的
⽂件是⽂件属性（元数据）和⽂件内容的集合（⽂件 = 属性（元数据）+ 内容）
所有的⽂件操作本质是⽂件内容操作和⽂件属性操作
4.系统角度理解
对⽂件的操作本质是进程对⽂件的操作
磁盘的管理者是操作系统
⽂件的读写本质不是通过 C 语⾔ / C++ 的库函数来操作的（这些库函数只是为⽤⼾提供⽅便），⽽
是通过⽂件相关的系统调⽤接⼝来实现的
2.系统文件I/O
2.1 接口介绍
open() 的作用：打开一个文件，并返回一个文件描述符
cpp
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
pathname: 要打开或创建的⽬标⽂件
flags: 打开⽂件时，可以传⼊多个参数选项，⽤下⾯的⼀个或者多个常量进⾏"或"运算，构成
flags。
参数:
O_RDONLY: 只读打开
O_WRONLY: 只写打开
O_RDWR : 读，写打开
这三个常量，必须指定⼀个且只能指定⼀个
O_CREAT : 若⽂件不存在，则创建它。需要使⽤mode选项，来指明新⽂件的访问权限
O_APPEND: 追加写
mode 指的是：
创建新文件时，给这个文件设置的初始权限。
返回值：
成功：新打开的⽂件描述符
失败：-12.2 文件描述符 fd
Linux进程默认情况下会有3个缺省打开的⽂件描述符，分别是标准输⼊0， 标准输出1， 标准错
误2.
0,1,2对应的物理设备⼀般是：键盘，显⽰器，显⽰器
⽽现在知道，⽂件描述符就是从0开始的⼩整数。当我们打开⽂件时，操作系统在内存中要创建相应的数据结构来描述⽬标⽂件。于是就有了file结构体。表⽰⼀个已经打开的⽂件对象。⽽进程执⾏open系统调⽤，所以必须让进程和⽂件关联起来。每个进程都有⼀个指针*files, 指向⼀张表files_struct,该表最重要的部分就是包含⼀个指针数组，每个元素都是⼀个指向打开⽂件的指针！所以，本质上，⽂件描述符就是该数组的下标。所以，只要拿着⽂件描述符，就可以找到对应的⽂件。
⽂件描述符的分配规则：在files_struct数组当中，找到当前没有被使⽤的最⼩的⼀个下标，作为新的⽂件描述符。
2.3 重定向
改变输入输出的方向叫做重定向
常⻅的重定向有: > , >> , <
重定向的本质：
2.4 dup2
dup2() 可以理解成：把一个文件描述符"复制到指定的编号"上。
cpp
int dup2(int oldfd, int newfd);让 newfd 和 oldfd 指向同一个打开的文件。
3.理解 Linux下一切皆文件
开发者仅需要使⽤⼀套API和开发⼯具，即可调取Linux系统中绝⼤部分的 资源。举个简单的例⼦，Linux中⼏乎所有读（读⽂件，读系统状态，读PIPE）的操作都可以⽤ read 函数来进⾏；⼏乎所有更改（更改⽂件，更改系统参数，写PIPE）的操作都可以⽤ write 函 数来进⾏。
上图中的外设，每个设备都可以有⾃⼰的read、write，但⼀定是对应着不同的操作⽅法！！但通过 struct file 下 file_operation 中的各种函数回调，让我们开发者只⽤file便可调取Linux系 统中绝⼤部分的资源！！这便是"linux下⼀切皆⽂件"的核⼼理解。
4.缓冲区
4.1 什么是缓冲区
缓冲区是内存空间的⼀部分 。也就是说，在内存空间中预留了⼀定的存储空间，这些存储空间⽤来缓 冲输⼊或输出的数据，这部分预留的空间就叫做缓冲区。缓冲区根据其对应的是输⼊设备还是输出设 备，分为输⼊缓冲区和输出缓冲区。
4.2 为什么要引⼊缓冲区机制
读写⽂件时，如果不会开辟对⽂件操作的缓冲区，直接通过系统调⽤对磁盘进⾏操作(读、写等)，那么 每次对⽂件进⾏⼀次读写操作时，都需要使⽤读写系统调⽤来处理此操作，即需要执⾏⼀次系统调 ⽤，执⾏⼀次系统调⽤将涉及到CPU状态的切换，即从⽤⼾空间切换到内核空间，实现进程上下⽂的 切换，这将损耗⼀定的CPU时间，频繁的磁盘访问对程序的执⾏效率造成很⼤的影响。
为了减少使⽤系统调⽤的次数，提⾼效率，我们就可以采⽤缓冲机制。⽐如我们从磁盘⾥取信息，可 以在磁盘⽂件进⾏操作时，可以⼀次从⽂件中读出⼤量的数据到缓冲区中，以后对这部分的访问就不 需要再使⽤系统调⽤了，等缓冲区的数据取完后再去磁盘中读取，这样就可以减少磁盘的读写次数， 再加上计算机对缓冲区的操作⼤ 快于对磁盘的操作，故应⽤缓冲区可⼤ 提⾼计算机的运⾏速度。 ⼜⽐如，我们使⽤打印机打印⽂档，由于打印机的打印速度相对较慢，我们先把⽂档输出到打印机相 应的缓冲区，打印机再⾃⾏逐步打印，这时我们的CPU可以处理别的事情。可以看出，缓冲区就是⼀ 块内存区，它⽤在输⼊输出设备和CPU之间，⽤来缓存数据。它使得低速的输⼊输出设备和⾼速的 CPU能够协调⼯作，避免低速的输⼊输出设备占⽤CPU，解放出CPU，使其能够⾼效率⼯作。
4.3 缓冲类型
标准I/O提供了3种类型的缓冲区：
•全缓冲区 ：这种缓冲⽅式要求填满整个缓冲区后才进⾏I/O系统调⽤操作。对于磁盘⽂件的操作通 常使⽤全缓冲的⽅式访问。
•⾏缓冲区 ：在⾏缓冲情况下，当在输⼊和输出中遇到换⾏符时，标准I/O库函数将会执⾏系统调⽤ 操作。当所操作的流涉及⼀个终端时（例如标准输⼊和标准输出），使⽤⾏缓冲⽅式。因为标准 I/O库每⾏的缓冲区⻓度是固定的，所以只要填满了缓冲区，即使还没有遇到换⾏符，也会执⾏ I/O系统调⽤操作，默认⾏缓冲区的⼤⼩为1024。
• ⽆缓冲区：⽆缓冲区是指标准I/O库不对字符进⾏缓存，直接调⽤系统调⽤。标准出错流stderr通 常是不带缓冲区的，这使得出错信息能够尽快地显⽰出来。
除了上述列举的默认刷新⽅式，下列特殊情况也会引发缓冲区的刷新：
- 缓冲区满时； 2. 执⾏flush语句； 3. 进程结束