文件I/O 小小经验谈

愿打开此篇对你有所帮助。

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Linux下的文件

引用一句经典的话：“UNIX下一切皆文件”。
文件是一种抽象机制，它提供了一种方式用来存储信息以及在后面进行读取。

在创建一个文件后，它会给文件一个命名。当进程终止时，文件会继续存在，并且其他进程可以使用名称访问该文件。

文件描述符

在Linux下用文件描述符来表示普通文件和设备文件。文件描述符是一个整型的数据，所有对文件的操作都通过文件描述符完成。
文件描述符是文件系统中连接用户和内核空间的枢纽，当打开和创建一个文件的时候，内核空间会创建相应的结构，并生成一个整型的变量传递给用户空间的对应进程。进程通过这个文件描述符对文件进行操作。

文件描述符的范围是0~OPEN_MAX，因此是一个有限的资源，在使用完之后要及时的释放。
文件描述符仅在一个同一个进程中有效，即==不同进程的文件描述符，同一个值可能描述的是不同的文件==！！！

在Linux系统中有三个已经被分配的文件描述符，分别是：

0 STDIN_FILENO  标准输入流
1 STDOUT_FILENO	标准输出流
2 STDERR_FILENO 标准错误流

这三个文件描述符和它们各自的功能是绑死的。

一个进程能开多少文件描述符？

俗话说，手中有粮，心中不慌嘛，那我要连自己能开多少文件描述符都不知道，那咋整？都说Linux下一切皆文件，我要高并发的时候那描述符是蹭蹭蹭的往上涨啊。

查看进程可打开文件描述符上限：ulimit -n，1024个。
临时修改：ulimit -n 10000，改成1W个了。

永久修改：

编辑/etc/security/limits.conf 文件，在最后加入如下两行

*                               soft    nofile  65536
*                               hard    nofile  65536

请注意上面两行原样复制，不要自作聪明，勿信网传，耗子尾汁。

然后可以选择重新登录，也可以选择重启。

注：修改上限：cat /proc/1/limits |grep "Max open files"，这个是init进程的值。

查看一个进程能打开多少文件描述符的另一个方法：

cat /proc/这里填pid/limits |grep "Max open files"

文件I/O操作

打开/创建文件

在Linux下，用open函数可以用来打开或创建一个文件：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

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

//一般用fd接收返回值
//返回值 ：成功返回重新分配的文件描述符，出错则返回-1并设置errno

好多语言基本都是这个函数吧，第一个文件名，第二个打开模式，第三个，是文件权限。

打开模式：

O_RDONLY	只读
O_WRONLY	只写
O_RDWR		读写
O_APPEND	追加
O_CREAT		有就开，没就建。
O_EXCL		查看文件是否存在，如果同时指定了O_CREAT的话，那文件存在就报错。
O_TRUNC		如果文件存在，则将清空文件。

O_NONBLOCK	打开文件为非阻塞方式。默认为阻塞，即对文件的读写需要等待操作状态返回

最后的那个mode。只有在O_CREAT存在的时候才能使用。
（如果是新建文件，建议带上权限，不然不确定会有什么情况发生）

create函数可以理解问open函数的一个特例：

int open(pathname,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,mode);

create配上O_EXCL可提高程序的容错性。

关闭文件

#include <unistd.h>

int close(int fd); //fd:文件描述符
//返回值：成功返回0，失败返回-1并设置errno

读取/写入文件

read函数从打开的文件中读取数据
write函数向打开的文件中写入数据

#include <unistd.h>

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

//返回值：成功返回读取/写入的字节数，失败返回-1并设置errno。

/*
buf：缓存，一般用char数组
count：要读取/写入的字节数
*/

ssize_t是一个可能不同于int、long类型的符号数，它在具体实现是可能定义为 int 或 long。

文件指针偏移

lseek()函数可以设置文件偏移量的位置。

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence);
//这里允许偏移超过文件末尾，中间空出来的位置都是0.

/*
offset：文件偏移量，可以为负数
whence：操作模式
*/

操作模式：

若：SEEK_SET，offset为相对文件开始处的位置
若：SEEK_CUR，offset为相对当前位置的位置
若：SEEK_END，offset为相对文件结尾的位置

函数执行成功时返回文件的偏移量，所以可以在SEEK_CUR模式下偏移0个位置，以获取当前的偏移量

测试代码示例

#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>

using namespace std;

int main(){
	char* buf = new char[8];	//can't alloc 1024?
	int fd = open("./fileIO.txt", O_CREAT|O_RDWR|O_APPEND);
	
	//chmod("fileIO.txt",644);
	//const char* filename
	//flag O_CREAT|O_RDONLY|O_WRONLY|O_RDWR|O_APPEND


	if(fd<0){
		cout<<"open file failed!"<<endl;
	}

	int m = write(fd,"test\n",50);
	//int file_id
	//char* buf
	//int lenth
	//return real lenth

	cout<<m<<endl;
	
	close(fd);

	fd = open("./fileIO.txt",O_RDONLY);
	int n = read(fd,buf,500);
	//char* buf (empty buf)	

	cout<<n<<endl;
	printf("%s\n",buf);
	close(fd);
	return 0;
}

注：用open函数创建文件并保存关闭之后，文件出现了 S 和 T 的权限位，一开始不知道这两个权限位是什么，一查才知道这两个权限位不是什么好东西。

但是，奇怪的是，这个bug不好复现，什么时候出现全看它心情。。。

==经验：以后创建文件的时候，要顺道把权限位设置了，用代码设置，不要手动==