【Linux】系统文件IO·文件描述符fd
前言
C语言文件接口
C 语言读写文件
1.C语言写入文件
2.C语言读取文件
stdin/stdout/stderr
系统文件IO
文件描述符fd:
文件描述符分配规则:
文件描述符fd:
前言
我们早在C语言中学习关于如何用代码来管理文件,比如文件的输入和文件的输出,一些文件的接口,如何深入学习文件的知识,在Linux下一切皆文件,今天我们探讨Linux的基础I/O。
1>文件=内容+属性
2>访问文件之前,都需要先打开文件,并且对文件的修改都是通过执行代码的方式完成的,文件必须加载到内存中
文件被访问被修改必须得在内存中完成,因为CPU只能访问内存,所以文件必须加载到内存中。 打开文件->文件被加载到内存中
3>文件由谁打开? -> 由进程打开文件
4> 一个进程可以打开多个文件,由操作系统管理多个被打开的文件,那么这些文件是怎样被管理的: 先描述,再组织,内核中一定要有描述被打开文件的结构体,使用其定义对象
5>系统中不是所有的文件都被进程打开了, 没有被打开的文件就在磁盘中
C语言文件接口
C 语言读写文件
🗡文件操作:
首先要打开文件:打开成功,返回文件指针;打开失败,返回NULL
最后要关闭文件
🗡代码操作:
FILE *fopen(const char *path, const char *mode);
int fclose(FILE *fp);
fwrite | size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream ) |
fclose | int fclose ( FILE * stream ); |
1.C语言写入文件
int fputs(const char *s, FILE *stream);
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
1. 如下,我们以"w"的方式打开文件,以"w"方式打开文件会先清空文件的内容然后再向文件写入内容。
#include <stdio.h>int main()
{FILE *fp=fopen("./log.txt","w");if(fp==NULL){perror("fopen");return 1;}fclose(fp); return 0;
}
2. 我们使用"a"方式(append) 打开文件 "a"方式 是向文件的末尾追加内容
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>int main()
{FILE *fp = fopen("log.txt","a");if(fp == NULL){perror("fopen");return 1;}const char* s = "hello linux\n";fwrite(s,strlen(s),1,fp);return 0;
}
2.C语言读取文件
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main()
{FILE *fp = fopen("./log.txt","r");if(fp == NULL){perror("fopen");return 1;}char buffer[64];while(fgets(buffer,sizeof(buffer),fp)){printf("%s",buffer);}return 0;
}
stdin/stdout/stderr
C默认会打开三个输入输出流,分别是
stdin 标准输入 键盘设备
stdout 标准输出 显示器设备
stderr 标准错误 显示器设备
仔细观察发现,这三个流的类型都是FILE*, fopen返回值类型,文件指针
stdin、stdout、stderr 都可以直接使用,例如:
系统文件IO
上面的 fopen fclose fread fwrite 都是C标准库当中的函数,我们称之为库函数(libc)。而, open close read write lseek 都属于系统提供的接口,称之为系统调用接口
访问文件不仅仅要有C语言上的文件接口,OS必须提供对应的访问文件的系统调用
man open查看
#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);
参数:
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
返回值:
返回值:
成功:新打开的文件描述符失败:-1
来看下面的例子
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>int main()
{int fd = open("./log.txt",O_WRONLY | O_CREAT);if(fd < 0){printf("open error\n");// return 1;}close(fd);return 0;
}
此时我们可以观察到 创建出来的文件的权限是乱的
这是因为,没有这个文件,要创建它,系统层面就必须指定权限是多少!我们采用权限设置的八进制方案
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>int main()
{int fd = open("./log.txt",O_WRONLY | O_CREAT,0644);if(fd < 0){printf("open error\n");return 1;}close(fd);return 0;
}
此时的权限就正常了。
其中我们发现,我们传入的flag为 O_WRONLY|O_CREAT,中间为什么要用|连接起来呢:
这是一种用户层给内核传递标志位的常用做法。int有32个bit位,一个bit代表一个标志,就可以传递多个标志位且位运算效率较高。这些O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR 都是只有一个比特位是1的数据,并且相互不重复,这样 |在一起,就能传递多个标志位。
看看下面这个例子
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>#define ONE 1
#define TWO (1<<1)
#define THREE (1<<2)
#define FOUR (1<<3)
#define FIVE (1<<4)void Print(int flag)
{if(flag & ONE ) printf("1\n");if(flag & TWO) printf("2\n");if(flag & THREE) printf("3\n");if(flag & FOUR) printf("4\n");if(flag & FIVE) printf("5\n");
}int main()
{Print(ONE);printf("------------\n");Print(TWO);printf("------------\n");Print(ONE|TWO);printf("------------\n");Print(THREE|FOUR|FIVE);printf("------------\n");Print(ONE|TWO|THREE|FOUR|FIVE);printf("------------\n");return 0;
}
文件描述符fd:
open函数的返回值是就是文件描述符,类型为int,下面我们来看看fd的值
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>int main()
{int fd1 = open("./log1.txt",O_WRONLY | O_CREAT, 0644);int fd2 = open("./log2.txt",O_WRONLY | O_CREAT, 0644);int fd3 = open("./log3.txt",O_WRONLY | O_CREAT, 0644);int fd4 = open("./log4.txt",O_WRONLY | O_CREAT, 0644);printf("fd:%d\n",fd1);printf("fd:%d\n",fd2);printf("fd:%d\n",fd3);printf("fd:%d\n",fd4);close(fd1);close(fd2);close(fd3);close(fd4);return 0;
}
我们可以看到fd的值是从3开始的,一次打印出了3、4、5、6 那么前面的0,1,2去了哪里?
这时候我们想到了stdin,stdout,strerr ,当我们的程序运行起来变成进程,默认情况下,OS会帮助我们打开三个标准输入输出,012其实分别对应的就是标准输入stdin、标准输出stdout、标准错误stderr。对应硬件设备也是键盘、显示器、显示器。
0代表标准输入
1代表标准输出
2代表标准错误
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
int fd = open("myfile", O_RDONLY);
if(fd < 0){
perror("open");
return 1;
}
printf("fd: %d\n", fd);
close(fd);
return 0
}
此时输出结果为 fd:3
再关闭0或者2
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
close(0);
//close(2);
int fd = open("myfile", O_RDONLY);
if(fd < 0){
perror("open");
return 1;
}
printf("fd: %d\n", fd);
close(fd);
return 0;
}
得到的结果会是fd:0 或者fd:2
文件描述符分配规则:
这样文件描述符被分配为01234678… 这样从0开始,连续的整数。 并且会优先分配 最小的,未被使用过的。每次给新文件分配的fd
,是从fd_array[]中找一个最小的、未被使用的作为新的fd。
所有的文件操作都是进程执行对应的函数,即本质上是进程对文件的操作。
如果一个文件没有被打开,这个文件是在磁盘上。如果我创建一个空文件,该文件也是要占用磁盘空间的,因为文件的属性早就存在了(包括名称、时间、类型、大小、权限、用户名所属组等等),属性也是数据,所谓“空文件”是指文件内容为空。
即磁盘文件 = 文件内容 + 文件属性。事实上,我们之前所学的所有文件操作都可以分为两类:对文件内容的操作 + 对文件属性的操作(fseek、ftell、rewind、chmod、chgrp等等).
要操作文件,必须打开文件(C语言fopen、C++打开流、系统上open),本质上,就是文件相关的属性信息从磁盘加载到内存。
操作系统中存在大量进程,进程可以打开多个文件,即进程 : 文件 = 1 : n ,系统中可能存在着更多的打开的文件(暂时不考虑一个文件被多个进程打开的特殊情况)。那么,OS要不要把打开的文件在内存中(系统中)管理起来呢?那么就要上管理的六字真言:先描述,再组织!
打开的这么多文件,怎么知道哪些是我们进程的呢?操作系统为了让进程和文件之间产生关联,进程在内核创建struct files_struct 的结构,这个结构包含了一个数组 struct file* fd_array[] ,也就是一个指针数组,把表述文件的结构体地址填入到特定下标中。
文件描述符fd:
此时我们cat命令查看log.txt文件,内容为空
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<string.h>
int main()
{close(1);int fd=open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);printf("fd:%d\n",fd);return 0;
}
我们这段代码旨在打开log.txt文件,并且向显示器上打印fd的值。
但是我们执行程序之后,显示器上并没有出现我们期望的fd的值
反而我们cat 一下log.txt,发现fd的值竟然打印在了log.txt文件中
首先分析一下fd的值, 我们关闭了"1" 此时1 就是最小的且未被使用的,所以此时open的返回值是1;
对于本应打印在显示器上的值打印在文件中这件事情,printf底层封装了一些write,stdout等
此时传给printf的fd为1,那么将 文件描述符1 传递给进程后,进程就开始向log.txt文件中打印信息
同时我们也知道了 printf底层是在向标准输出(stdout)打印
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
stdout -> FIEL{fileno = 1} -> log.txt// stdout只认识1,只对1输入输出
extern : dup2
#include <unistd.h>
int dup2(int oldfd, int newfd); //oldfd->newfd
dup2() makes newfd be the copy of oldfd, closing newfd first if necessary, but note the following:
* If oldfd is not a valid file descriptor, then the call fails, and newfd is not closed.
* If oldfd is a valid file descriptor, and newfd has the same value as oldfd, then dup2() does nothing, and returns newfd.
拷贝的是fd
对应内容,最终相当于全部变成old.
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QListView、QTableView或QTreeView截取滚动区域(截长图)
本文以QTreeView为例,理论上继承自QAbstractScrollArea的类都支持本文所述的方法。 一.效果 一共5个文件夹,每个文件文件夹下有5个文件,先把文件夹展开,然后截图。将滚动条拖到居中位置,是为了证明截图对滚动条无影响 下面是截的图 二.原理 将滚动区域的viewport设置为…...
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论文《Tree Decomposed Graph Neural Network》笔记
【TDGNN】本文提出了一种树分解方法来解决不同层邻域之间的特征平滑问题,增加了网络层配置的灵活性。通过图扩散过程表征了多跳依赖性(multi-hop dependency),构建了TDGNN模型,该模型可以灵活地结合大感受场的信息&…...
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控制下属很简单,用好这3大管人绝招,再跳的刺头也不敢造次
控制下属很简单,用好这3大管人绝招,再跳的刺头也不敢造次 第一招:给压力 很多团队中的员工都是自己不带脑子工作,遇事就喜欢请示领导,让领导拿方案、拿决策。 还有一些人,推一下,他才动一下&a…...
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2.APP测试-安卓adb抓取日志
1.打开手机的开发者模式,打开USB调试 (1)小米手机打开开发者模式: 【设置】-【我的设备】-【全部参数信息】-快速多次点击【OS版本】-进入开发者模式 (2)连接手机和电脑,手机打开USB调试 【设置…...
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高考填报志愿选专业,要善于发掘自身优势
每年的高考季,如何填报志愿又再成为困扰家长以及学生的难题,可能在面对大量的专业时,无论是考生还是家长都不知道应该如何选择,好的专业孩子不一定有优势,感兴趣的冷门专业又担心日后找工作难。 实际上,专业…...
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如何在 Ubuntu 14.04 上使用 HAProxy 实现 SSL 终止
前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站,通俗易懂,风趣幽默,忍不住分享一下给大家。点击跳转到网站。 简介 HAProxy,全称高可用代理,是一款流行的开源软件 TCP/HTTP 负载均衡器和代理解决方案,可在 Linu…...
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dockercompose
安装dockerconpose #上传docker-compose安装包 chmod x docker-compose mv docker-compose /usr/bin/ [rootlocalhost ~]# docker-compose --version docker-compose version 1.24.1, build 4667896b文件格式以及编写注意事项 YAML 是一种标记语言,它可以很直观的…...
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「51媒体」活动会议,展览展会,直播曝光的一种方法
传媒如春雨,润物细无声,大家好,我是51媒体网胡老师。 我们在做活动会议,或者参加展览展会,需要进行直播的时候,可以通过一键同步多个媒体平台的方法,来扩大曝光,比如一场直播我们可…...
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Go WebSocket入门+千万级别弹幕系统架构设计
Go实现WebSocket(千万级别弹幕系统架构设计) 1 websocket简介(基于HTTP协议的长连接) 使用WebSocket可以轻松的维持服务器端长连接,其次WebSocket是架构在HTTP协议之上的,并且也可以使用HTTPS方式,因此WebSocket是可靠…...
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uniapp使用伪元素实现气泡
uniapp使用伪元素实现气泡 背景实现思路代码实现尾巴 背景 气泡效果在开发中使用是非常常见的,使用场景有提示框,对话框等等,今天我们使用css来实现气泡效果。老规矩,先看下效果图: 实现思路 其实实现这个气泡框的…...
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字节跳动:从梦想之芽到参天大树
字节跳动掌舵人:张一鸣 2012年:梦想的起点:在一个阳光明媚的早晨,北京的一座普通公寓里,一位名叫张一鸣的年轻人坐在电脑前,眼中闪烁着坚定的光芒。他的心中有一个梦想——通过技术改变世界,让…...
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MATLAB使用系统辨识工具箱建立PID水温的传递函数系数
概述 利用PID控制水温,由于实际在工程项目中,手动调节PID参数比较耗费时间,所以可以先利用MATLAB中的Simulink软件建立模型,先在仿真软件上调节大概的PID参数,再利用此PID参数为基础在实际的工程项目中手动调节PID参数…...
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安装ubuntu过程中,出现“执行‘grub-install/dev/sda’失败,这是一个致命错误”问题,解决办法!软碟通制作U盘启动盘!
背景 U盘安装ubuntu系统过程中,出现类似如下问题,/dev/sda7内容可能不一样,但问题类似。 可能原因 1.U盘启动盘制作失败 2.U盘启动盘UEFI格式与Ubuntu引导分区有冲突 解决办法 1.用UltraISO(软碟通)重新制作U盘启…...
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如何以智能方式安装 Python
Python易于使用,对初学者友好,功能强大,几乎可以为任何应用程序创建强大的软件。 但与任何其他软件一样,Python 的设置和管理可能很复杂。 在本文中,我们将介绍如何正确设置 Python。 您将学习如何选择合适的版本、…...
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Django-开发一个列表页面
需求 基于ListView,创建一个列表视图,用于展示"BookInfo"表的信息要求提供分页提供对书名,作者,描述的查询功能 示例展示: 1. 数据模型 models.py class BookInfo(models.Model):titlemodels.CharField(verbose_name"书名",max_length100)authormode…...
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镜头下的光学
说实话,当我看到几何光学的内容全是初中的解析几何的时候,我就觉得讲的方式太原始了,而且太过复杂也看不懂。所以我尝试做了数学建模,发现建模之后模型可以解释一些物理现象,也不会有矛盾的地方,那就算过得…...
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微信小程序-自定义组件checkbox
一.自定义Coponent组件 公共组件:将页面内公共的模块抽取为自定义组件,在不同页面复用。 页面组件:将复杂页面进行拆分,降低耦合度,有利于代码维护。 可以新建文件夹component放组件: 组件名为custom-che…...
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计算机三级 网络技术
一、边界网关协议BGP BGP是边界网关协议,是外部而不是内部网关协议(是不同自治系统的路由器之间使用的协议)一个BGP发言人使用TCP(不是UDP)与其自治系统的BGP发言人交换路由信息。BGP协议交换路由由信息的节点数是以自…...
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gif帧数修改怎么操作?一键掌握GIF帧数修改技巧!
gif帧数修改怎么操作?在数字化信息爆炸的时代,GIF动图因其生动有趣的特性而备受广大网友喜爱。然而,很多时候我们可能会遇到GIF动图帧数过多或过少,导致动画效果不尽如人意的情况。那么,如何对GIF动图的帧数进行修改呢…...
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Day26
Day26 注解 什么是注解 java.annotation包Annotation是从JDK1.5开始引入的新技术,注解即可以对程序员解释又可以对程序解释 注解与注释的区别 注释:对程序员解释代码信息注解:对程序和程序员解释代码信息 注解的所用 不是程序本身࿰…...
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【Numpy】NumPy基础入门:创建和管理多维数组
NumPy基础入门:创建和管理多维数组 简介 NumPy(Numerical Python的简称)是Python语言的一个基础科学计算库,广泛应用于数据分析、机器学习、科学计算和工程领域。NumPy的核心是其强大的N维数组对象ndarray,它为Pytho…...
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Vue 父组件使用refs来直接访问和修改子组件的属性或调用子组件的方法
步骤 1: 在子组件中定义要被修改的属性或方法 首先,在子组件中定义你想要父组件能够修改或调用的属性或方法。例如,我们有一个名为MyChildComponent的子组件,它有一个名为childData的数据属性和一个名为updateData的方法。 // 子组件 MyChi…...
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【sass插值语句 #{}简介以及使用方法】
Sass 中的插值(Interpolation)是一种强大的特性,它允许你在 Sass 代码中嵌入变量、选择器、属性名或任何其他 Sass 表达式,并动态地生成 CSS 代码。插值通过 #{} 语法来实现。 Sass 插值简介 Sass 插值允许你创建可动态生成内容…...