参考资料：W.Richard Stevens《UNIX环境高级编程》第4章、文件和目录 《从实践中学嵌入式linux应用程序开发》（华清远见嵌入式学院）第2章、嵌入式文件和I/O编程 资料下载：http://www.kuaipan.cn/file/id_43409466388906160.htm  

• 文件描述符

    对于linux而言，所有对设备和文件的操作都是使用文件描述符来进行的。文件描述符是一个非负的整数，它是一个索引值，并指向在内核中每个进程打开文件的记录表。当打开一个现存文件或者创建一个新文件时，内核就像进程返回一个文件描述符；当需要读写文件时，也需要把文件描述符作为参数传递给相应的函数。     通常，一个进程启动时，都会打开3个文件：标准输入、标准输出和标准错误处理。这3个文件分别对应文件描述符为0、1和2（也就是宏替换STDIN_FILENO,STDOUT_FILENO和STDERR_FILENO，鼓励用宏替换）  

 

 

• 底层文件I/O操作

       不带缓存的文件I/O 操作，主要用到5 个函数：open、read、write、lseek和close。这里的不带缓存是指每一个函数都只调用系统中的一个函数（不理解这句话的含义）。这些函数虽然不是ANSI C的组成部分，但是是POSIX 的组成部分。                            使用实例：(从一个文件中读取最后10KB数据并复制到另一个文件中） #include #include #include #include #include #include #define BUFFER_SIZE 1024 #define SRC_FILE_NAME "src_file" #define DEST_FILE_NAME "dest_file" #define OFFEST 10240 int main() { int src_file,dest_file; unsigned char buff[BUFFER_SIZE]; int real_read_len; src_file = open(SRC_FILE_NAME,O_RDONLY); dest_file = open(DEST_FILE_NAME,O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IROTH); if(src_file < 0 || dest_file < 0) { printf("open file error. "); exit(1); } //将源文件的读写指针移到最后10KB的起始位置 lseek(src_file,-OFFEST,SEEK_END); //读取源文件的最后10KB数据并写到目标文件中，每次读写1KB while((real_read_len = read(src_file,buff,sizeof(buff))) > 0) { write(dest_file,buff,real_read_len); } close(src_file); close(dest_file); return 0; }  

• 文件锁

fcntl()函数 当多个用户共同使用、操作一个文件的时候，Linux通常采用的方法是给文件上锁，来避免共享的资源产生竞争的状态。 文件锁包括建议性锁和强制性锁。 在linux中，实现文件上锁的函数有lockf()和fcntl()，lockf()用于对文件施加建议性锁，而fcntl()不仅可以施加建议性锁，还可以施加强制性锁。同时，fcntl()还能对文件的每一记录上锁，也就是记录锁。 记录锁又可以分为读取锁和写入锁，其中读取锁又称为共享锁，写入锁又称为排斥锁。在文件的同一部分不能同时建立读取锁和写入锁。 fcntl()使用实例： /*lock_set.c*/ int lock_set(int fd,int type) { struct flock old_lock,lock; lock.l_whence = SEEK_SET; lock.l_start = 0; lock.l_len = 0; lock.l_type = type; lock.l_pid = -1; //判断文件是否可以上锁 fcntl(fd,F_GETLK,&lock); if(lock.l_type != F_UNLCK) { //判断文件不能上锁的原因 if(lock.l_type == F_RDLCK) { printf("read lock already set by %d ",lock.l_pid); } else if(lock.l_type == F_WRLCK) { printf("write lock already set by %d ",lock.l_pid); } //l_type可能已被F_GETLK修改过 lock.l_type = type; //根据不同的type值进行阻塞式上锁或解锁 if((fcntl(fd,F_SETLKW,&lock))<0) { printf("lock failed:type = %d ",lock.l_type); return 1; } switch(lock.l_type) { case F_RDLCK: { printf("read lock set by %d ",getpid()); } break; case F_WRLCK: { printf("write lock set by %d ",getpid()); } break; case F_UNLCK: { printf("release lock by %d ",getpid()); return 1; } break; default: break; } return 0; } /*write_lock.c*/ #include #include #include #include #include #include #include "lock_set.c" int main(void) { int fd; fd = open("hello",O_RDWR|O_CREAT,0644); if(fd < 0) { printf("open file error "); exit(1); } //给文件上写入锁 lock_set(fd,F_WRLCK); getchar(); //给文件解锁 lock_set(fd,F_UNLCK); getchar(); close(fd); exit(0); } 用多个终端运行./write_lock可以得出：写入锁为互斥锁，同一时刻只能由一个写入锁存在。   /*read_lock.c*/ #include #include #include #include #include #include #include "lock_set.c" int main(void) { int fd; fd = open("hello",O_RDWR|O_CREAT,0644); if(fd < 0) { printf("open file error "); exit(1); } //给文件上写入锁 lock_set(fd,F_RDLCK); getchar(); //给文件解锁 lock_set(fd,F_UNLCK); getchar(); close(fd); exit(0); } 用多个终端运行./read_lock可以得出：读取锁为共享锁，同一时刻可以有多个读取锁存在。  

 

• I/O多路复用

在经典的《Unix网络编程第1卷》Chapter 6中作者详细介绍了五种I/O模型，分别为：
- blocking I/O
- nonblocking I/O
- I/O multiplexing (select and poll)
- signal driven I/O (SIGIO)
- asynchronous I/O (the POSIX aio_functions) 关于I/O模型可以参考http://www.cnblogs.com/leealways87/archive/2012/08/24/2654946.html IO多路复用—select()可以参考http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/01/17/2324859.html

• 标准I/O编程

/*用标准IO库函数编写一个文件test.tx，每隔一秒向文件中写入一行数据，类似这样： 1. 2007-7-30 15:16:42 2. 2007-7-30 15:16:43 该程序应该无限循环，直到强制中断该进程为止（比如按Ctrl+C中断程序），下次再开启动程序写文件时应该将系统时间追加到源文件之后，并且序号能够接续上次的序号，比如： 3. 2007-7-30 15:19:04 4. 2007-7-30 15:19:05 5. 2007-7-30 15:19:06*/ #include #include #include #include #include <string.h> #include int main(void) { FILE *fp_time, *fp_line; int n = 0; fp_time = fopen("test.txt", "a"); //setvbuf(fp_time, _IONBF, NULL, 0); if(access("line", F_OK)) // doesnot exist { fp_line = fopen("line", "w"); } else { fp_line = fopen("line", "r+"); fread(&n, sizeof(int), 1, fp_line); } char s[100]; time_t t; while(1) { time(&t); bzero(s, 100); snprintf(s, 100, "%d. ", ++n); snprintf(s+strlen(s), 100-strlen(s), "%s", ctime(&t)); fputs(s, fp_time); fflush(fp_time); fseek(fp_line, 0, SEEK_SET); // rewind(fp_line); fwrite(&n, sizeof n, 1, fp_line); fflush(fp_line); sleep(1); } }