這次回顧APUE中第三四章的內容，主要是文件I/O操作相關的接口函數。

　 UNIX系統的文件I/O是不帶緩沖的I/O，不帶緩沖是指每個read和write都調用系統內核的一個系統調用。

1.文件描述符

　　UNIX I/O的所有函數都是基于文件描述符來操作的。那什么是文件描述符呢？文件描述符是一個非負整數。當打開一個現有文件或創建一個新文件時，內核向進程返回一個文件描述符。該文件描述符fd是所有UNIX I/O函數的操作對象。UNIX系統把文件描述符0與進程標準輸入關聯，把文件描述符1與進程標準輸出關聯，把文件描述符2與標準錯誤關聯。我們一般在程序中用STDINPUT_FILENO,STDOUTPUT_FILENO,STDERR_FILENO代替這幾個文件描述符。文件描述符的范圍是0～OPEN_MAX-1。

2.基本I/O函數

#include <fcntl.h>

int open(const char *path,int oflag,.../* mode_t mode */);　　/*　xx　*/

int openat(int fd,const char *path,int oflag,.../* mode_t mode */);

【成功返回文件描述符，出錯返回-1】

　　調用open函數打開一個文件，path是要打開或創建的文件的名字，oflag用來說明該函數的多個選項。對于openat函數，在UNIX這一系列I/O函數中有很多類似openat帶at后綴的xxat函數,它們的功能與xx函數類似，只不過是xx函數是用文件的絕對路徑名來調用，而xxat函數是用文件描述符加上相對路徑名來調用，對xxat類函數來說，當path參數指向一個絕對路徑名時，其參數fd也失效，此時xxat函數與xx函數相同。（再后面對于這種函數我會用xx注釋說明，就不再列出xxat函數了）。

　　open函數的oflag參數是用多個系統定義的常量做‘或’運算得出。首先是O_RDONLY,O_WRONLY,O_RDWR,O_EXEC,O_SEARCH（這五個常量中必須指定一個且只能指定一個）。剩下的我只列出幾個我覺得用的頻繁些的：O_APPEND,每次寫時都追加到文件末尾；O_CREAT,若此文件不存在則創建，使用該選項時，函數第三個參數mode需指定文件訪問權限；O_TRUNC,若文件存在，且是只寫或讀-寫打開，則將文件長度截斷為零。

#include <fcntl.h>

int creat(const char *path,mode_t mode);

【成功，返回以WRONLY打開的文件描述符；出錯返回-1】

#include <unistd.h>

int close(int fd);【成功，返回0；出錯返回-1】

注：當一個進程終止時，內核會自動關閉它打開的所有文件，因此很多程序都利用這一點不顯式調用close關閉。

off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence);【成功，返回文件新的偏移量；失敗返回-1】

whence有三種值：SEEK_SET,此時文件偏移量設置為據文件開始初offset個字節處；SEEK_CUR,此時將文件偏移量設置為其當前值加offset;SEEK_END,此時文件偏移量設置為文件長度加offset。

ssize_t read(int fd,void *buf,size_t nbytes);【成功，返回讀到字節數，若已到文件尾，返回零；出錯返回-1】

從文件描述符所指文件讀n字節到buf數組。ssize_t是帶符號返回值int，size_t是unsigned int

ssize_t write(int fd,void *buf,size_t nbytes);【成功，返回已寫字節數；出錯返回-1】

從buf數組讀n字節寫入fd所指文件。對普通文件，寫操作從文件當前偏移量出開始；對于文件打開時指定了O_APPEND位，每次寫操作是在文件末尾。

3.文件共享

　　UNIX支持在不同進程間共享打開文件。UNIX內核表示打開文件的數據結構如下所示（手機拍的湊合著看）：

a.每個進程在進程表中都有一個記錄項，記錄項包含一張打開文件的文件描述符表，表中每一項關聯文件描述符標志及一個指向文件表項的指針。

b.內核為所有打開文件維持一張文件表，每個表項包含文件狀態標志，當前文件偏移量，v節點指針。

c.每個打開文件都有一個v節點結構。v節點包含了文件類型和對文件進行各種操作的函數指針。還包含了文件的i節點，i節點包含了文件的所有者，文件長度，指向文件實際數據塊在磁盤上的指針等信息。

　　兩獨立進程各自打開同一文件的示意圖：

#include <unistd.h>

int dup(int fd);【成功，返回新文件描述符，出錯返回-1】

復制現有文件描述符，返回的文件描述符是當前可用的文件描述符中最小的那個。

int fsync(int fd);

int fdatasync(int fd);

【成功，返回0，出錯返回-1】

void sync(void);

sync只是將所修改的塊緩沖區加入寫隊列，然后就返回，不等待寫磁盤操作解數。

fsync只對文件描述符fd指定的文件有用，且要等寫磁盤操作完成才返回。

fdatasync類似于fsync，只是fdatasync只影響文件數據部分。

#include <fcntl.h>

int fcntl(int fd,int cmd,.../* arg */);

該函數用于改變已打開文件的屬性。fcntl的功能與cmd有關。

To be continued...