IO进程线程（二）文件IO（系统调用）

一、文件IO

（一）概念

文件IO就是系统调用，用户空间进入内核空间的过程就是系统调用。
系统调用没有缓冲机制，效率较低，可移植性也相对较差，实时性高。

文件描述符是使用open函数打开文件时的返回值，一般叫做fd，这个fd就代表这个打开的文件，
以后对文件的读写操作，就是通过这个文件描述符fd来完成的。
fd是一个整数，在一个程序中文件描述符的范围0-1023共计1024个，
使用uilmit -a 可以查看一个程序中可以打开的文件的个数限制
(open files 后面对应的就是这个值也可以使用命令 ulimit -n 2048来修改但一般都是用默认值)
在一个程序启动的过程中，默认就会打开三个描述符(0 1 2)，
如果再打开新文件，一般是从3开始的

文件描述符功能
0 标准输入
1 标准输出
2 标准出错

（二）open和close 函数的使用

1. open

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
功能：
    使用文件IO的方式打开一个文件
参数：
    pathname：文件的路径和名字
    flags：
        O_RDONLY  只读的方式打开文件
        O_WRONLY   只写的方式打开文件
        O_RDWR    读写的方式打开文件
        ----上面三个必须三选一  下面的是附加选项----
        O_APPEND  以追加的方式打开文件
        O_CREAT  如果文件不存在，则新建这个文件
            如果指定了这个宏，则第三个参数 mode 必须填
            mode代表的是创建文件的权限
            创建普通文件的最大权限为 0666
            也就是说我们给mode赋值 最大应该就为 0666
            但是实际上创建文件的权限还得涉及 掩码 umask
            umask的值 默认为 0002  这个值也可以改的
            最终的权限 = (mode & ~umask)
            所以 即使给的是 0666 最终的权限也是 0664
        O_EXCL 需要和 O_CREAT 一起使用 如果文件不存在会创建文件
                如果文件存在，会报错 错误码:EEXIST
        O_TRUNC ：如果文件存在就清空
    mode：代表文件的权限 一般用8进制表示
返回值：
    成功  文件描述符(返回的文件描述符遵循未被打开的最小原则)
    失败  -1 重置错误码

flags操作的原理

2. close 函数的使用

#include <unistd.h>
int close(int fd);
功能：关闭文件
参数：fd：文件描述符
返回值：
    成功 0
    失败 -1 重置错误码

（三）read/write函数

1. read

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
功能：
    从文件fd中读取最多count个字节到buf中
参数：
    fd：文件描述符
    buf：用来存放读到的内容的缓冲区的首地址
    count：想要读取的字节数
返回值：
    成功  实际读到的字节数(读到文件结束会返回0)
    失败  -1  重置错误码

2. write

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
功能：
    把buf指向的内容写最多count个到文件fd中
参数：
    fd：文件描述符
    buf：要写入的内容的首地址
    count：想要写入的字节数
返回值：
    成功  实际写入的字节数
    失败  -1  重置错误码

（四）光标操作

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
功能：
    设置光标位置
参数：
    fd：文件描述符
    offset：偏移量
        0  不偏移
        >0  向后偏移
        <0  向前偏移
    whence：相对位置
        SEEK_SET  相对于文件开头
        SEEK_CUR  相对于当前位置
        SEEK_END  相对于文件结尾
返回值：
    成功  光标新位置距离文件开头的偏移量
    失败  -1  重置错误码

使用实例：
    lseek(fd, 0, SEEK_SET);//将光标定位到文件开头
    lseek(fd, 0, SEEK_END);//将光标定位到文件结尾
    lseek(fd, 10, SEEK_CUR);//将光标向后偏移10个字节
    lseek(fd, -10, SEEK_CUR);//将光标向前偏移10个字节
    lseek(fd, 10, SEEK_SET);//将光标定位到文件开头第10个字节
    lseek(fd, -10, SEEK_END);//将光标定位到文件倒数第10个字节

臻一