第十章系统级I/O
10.1 Unix I/O
一个文件就是一个字节序列。
所有的I/O设备，如网络、磁盘、和终端，都被模型化为文件，而所有的输入和输出都被当做想对应的文件的读写来执行。
这使得所有的输入输出都能以一种统一却一致的方式来执行
- 打开文件
- 改变当前文件位置
- 读写文件
- 关闭文件
10.2 打开和关闭文件
进程是通过调用open函数来打开一个已存在的文件或者创建一个新文件的：
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(char *filename, int flags, mode_t mode);
flags 参数 :
-
O_RDONLY: Reading only
-
O_WRONLY: Writing only
-
O_RDWR: Reading and writing
关闭文件
#include <unistd.h>
int close(int fd);
10.3读和写文件
应用程序是通过分别调用read和write函数来执行输入和输出的
读文件
include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t n);//Returns: number of bytes read if OK, 0 on EOF, −1 on error
写文件
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t n);//Returns: number of bytes written if OK, −1 on error
10.4 用RIO包健壮的读写
可靠的读
ssize_t rio_readn(int fd, void *usrbuf, size_t n) {
size_t nleft = n;
ssize_t nread;
char *bufp = usrbuf;
while (nleft > 0) {
if ((nread = read(fd, bufp, nleft)) < 0) {
}
if (errno == EINTR)
nread = 0;
else
return -1;
}
else if (nread == 0)
break;
nleft -= nread;
bufp += nread;
}
return (n - nleft);
}
可靠的写 :
ssize_t rio_writen(int fd, void *usrbuf, size_t n)
size_t nleft = n;
ssize_t nwritten;
char *bufp = usrbuf;
while (nleft > 0) {
if ((nwritten = write(fd, bufp, nleft)) <= 0) {
if (errno == EINTR) /* Interrupted by sig handler return */
nwritten = 0;
else
return -1;
}
nleft -= nwritten;
bufp += nwritten;
}
return n; }
10.5 读取文件元数据
应用程序能够通过调用stat和fstat函数，检索到关于文件的信息。
10.6 共享文件
内核用三个相关数据结构来表示打开的文件
- 描述符表
- 文件表
- v-node表
10.7 i/o重定向
unix提供重定向操作符，允许用户将磁盘文件和标准输入输出联系起来
方法之一使用dup2函数
10.8 标准i/o
- ANSI C定义了一组高级输入输出函数，成为标准I/O库，为程序员提供了Unix I/O的较高级别的替代。这个库（libc）提供了打开和关闭文件的函数（fopen和fclose）、读和写字节的函数（fread和fwrite）、读和写字符串的函数（fgets和fputs）、以及复杂的格式化I/O函数（printf和scanf）。
使用标准I/O的好处
- 因为在出UNIX的很多操作系统（包括Windows, linux）上都实现了此库，所有有利于软件的移植。
与UnixI/O的主要区别
- UNIX I/O的函数都是针对文件描述符的，而标准I/O的操作都是围绕流进行的。所为的流就是一个FILE *
- 标准I/O提供了缓存--为了尽量减少write, read的调用。
- 标准I/O的效率会低一些，因为它是多了一层封装。即，fread通过调用read来实现。
标准I/O的头文件
stdio.h
三个标准I/O流预定义指针：stdin, stdout, stderr
(Unix I/O: STDIN_FILENO, STDOUT_FILENO, STDERR_FILENO)
10.9 综合：我该使用哪些i/o函数
- 尽量只使用标准I/O,而不要涉及低级的Unix I/O函数
- 建议在网络套接字上不要使用标准I/O函数来进行输入和输出。而要使用健壮的RIO函数。
- 标准I/O流，从某种意义上来说是全双工的，因为程序能够在同一个流上执行输入和输出。
体会：本周的内容比较抽象，讲的是系统级I/O。虽然内容不是很多，但是理解起来有些困难，所以阅读了很多遍才了解其中的初级内容，如果要对这个有深入地了解还需要查阅更多的资料。
参考资料：
- 《深入理解计算机系统》课本第十章
- shangdahao 的博客：http://www.cnblogs.com/shangdahao/archive/2013/04/14/3019461.html
- 行云的博客：http://www.cnblogs.com/uvsjoh/archive/2012/06/13/2547743.html