linux文件IO函数大全

lunix中涉及文件IO的系统调用有：open、creat、close、write、read、fcntl、lseek。

1、open ：打开或创建一个文件

函数原型：

#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);

返回值 ：如果成功返回文件描述符，若出错返回-1

参数：pathname是要打开或创建的文件名称。

oflag对应的文件状态标志都是定义在<fcntl.h>中的。man 2 open。

mode对应的是相关的文件权限模式，后面再讲。

注意：open返回的文件描述符一定是最小的未用描述符数值。

2、creat : 创建一个新的文件

函数原型：

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

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

返回值：如果成功返回为只写打开的文件描述符，若出错则返回-1

相当于：open(const char* pathname , O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC , mode);所以一般就直接使用open，而不再使用creat。

3、close : 关闭一个打开的文件

函数原型：

#include <unistd.h>

int close(int filedes);

参数：filedes 要关闭的文件的文件的描述符

返回值：成功返回0，错误返回-1。

4、read：从打开的文件中读取数据

函数原型：

#include <unistd.h>

ssize_t read( int filedes , void* buf , size_t nbytes );

参数：filedes 文件描述符

buf 存储读取到的字节内容的缓冲区

nbytes 准备读取的字节数

返回值：如果调用成功返回实际的读取的字节数 ； 如果已到文件的结尾处则返回0 ； 发生错误 返回-1

其实read在读取文件时，一般都是通过循环，不断读入缓冲区的，所以如果上一次读取操作已经读到了文件的结尾处，那么这一次读取的时候，就会返回0，表明上一次读取已经到了文件的末尾。

这里void* 通用的指针类型，ssize_t 有符号的整数类型 size_t 非负的整数类型。

5、write：向打开的文件写数据

函数原型：

#include <unistd.h>

ssize_t write( int filedes , const void* buf , size_t nbytes );

参数：filedes 文件描述符

buf 准备写入内容的缓冲区

nbytes 准备写入的字节数

返回值：如果调用成功返回的是实际的写入的字节数 ； 如果发生错误发生 -1

在牵涉到IO读取、写入的时候，如果为了提高IO的效率，那么read、write操作的buf大小最好设置为unix文件系统中块长的大小，这时候进行IO操作的CPU时间一般是最小的。（这是因为大多数文件系统为了改善其性能都采用某种预读（read ahead）技术，当检测到正在进行顺序读取时，系统就试图读入比应用程序所要求的更多的数据，并假设应用程序很快就会读这些数据）。例如：linux ext2文件系统的块长为4096个字节，块长由st_blksize决定。

下面是一个具体的例子：

[cpp]
view plaincopy

/*
使用read函数读取文件内容
使用write向文件中写内容
text.txt是操作的文件对象
*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_LINE 1000

int main(){

int fd ;
fd = open("text.txt",O_RDWR ); //文件text.txt

char buf[MAX_LINE];
ssize_t nbytes = read(fd , buf , MAX_LINE ); //read
if( nbytes == -1 ){
printf("read error!/n");
}else if( 0 == nbytes ){
printf("read the end of the file!/n");
}
else{
printf("The total bytes read : %d /n",nbytes);
printf("read buffer : /n/n%s",buf);
}

char* code = "These words are writted by me!/n";
nbytes = write(fd , code , strlen(code)); //write
if( -1 == nbytes ){
printf("write error!/n");
}
else{
printf("/nThe total bytes write : %d /n/n" , nbytes );
}

close(fd);

return 0;
}

6、fcntl ： 可以改变已打开文件的属性

函数原型：

#include <fcntl.h>

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

返回值 ： 如果成功则依赖于cmd，若错误则返回-1

第三个参数总是一个整数，与上面所示函数原型中的注释部分相对应。但是在作为记录锁用时，第三个参数则是指向一个结构的指针。

fcntl函数有5种功能：

1.复制一个现有的描述符（cmd=F_DUPFD）.

2.获得／设置文件描述符标记(cmd=F_GETFD或F_SETFD).

3.获得／设置文件状态标记(cmd=F_GETFL或F_SETFL).

4.获得／设置异步I/O所有权(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN).

5.获得／设置记录锁(cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW).

记录锁相关的部分后面再讲解。。。。

fcntl返回的值与命令相关。如果出错，所有命令返回-1，如果成功则返回某个其他值。下面的四个命令有特定的返回值：F_DUPFD（返回新的文件描述符）、F_GETFD、F_GETFL（返回相应的标志）、F_GETOWN（返回一个正的进程ID或负的进程组ID）。

下面是一个例子：

[cpp]
view plaincopy

/*

这是一个使用fcntl函数的例子

对指定的文件描述符测试文件状态标志

*/

#include <fcntl.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(int argc , char* argv[]){

int val ;

if( argc != 2 )

printf("usage: fcntl_example <file description#>. /n");

//fcntl F_GETFL

if( (val = fcntl(atoi(argv[1]) , F_GETFL , 0 ) ) < 0 ){

printf("fcntl error for fd : %d ", atoi(argv[1]));

}

switch( val & O_ACCMODE ){

case O_RDONLY :

printf("read only /n");

break ;

case O_WRONLY :

printf("write only /n");

break ;

case O_RDWR :

printf("read and write /n");

break ;

default :

printf("unknow access mode /n");

}

if( val & O_APPEND )

printf(" , append /n");

if( val & O_NONBLOCK )

printf(" , noblock /n");

exit(0); //在linux中main函数正常退出都是使用exit(0)，而在windows中一般都是使用return 0来标识main函数的退出。

}

下面还有一个例子：

[cpp]
view plaincopy

#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void){

int pd1 , fd ;

fd = open("fcntl_example2.c",O_RDWR);
printf("orginal file descripion : %d /n",fd); //3
//fcntl F_DUPFD
pd1 = fcntl(fd , F_DUPFD , 0);
if( pd1 >=0 )
printf("file description : %d/n" , pd1 ); //4 : 它是尚未打开的文件描述符中大于或等于fcntl第三个参数值（取为整数值）中各值的最小值
exit(0); //新描述符与filedes共享同一个文件表项，但是新文件描述符有它自己的一套文件描述符标志。

}

注意文件描述符标志和文件状态标志的区别：

文件描述符标志指的是fd相关的属性，例如：FD_CLOEXEC等等。

而文件状态标志指的是文件本身的状态，例如：O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR（三者互斥，只能在创建文件的时候指定其中一种状态标志，不能通过fcntl函数进行改变）其他可以改变的标志有：

O_APPEND 每次写时追加

O_NONBLOCK 非阻塞模式

O_SYNC 等待写同步（数据、文件属性）

O_DSYNC 等待写同步（数据）

O_RSYNC 同步读、写

返回值：如果成功返回 0 ，如果失败返回 -1

注意：当一个进程终止时，它会自动关闭所有打开的文件。很多程序利用这一点而不显式地调用close()关闭文件。

7、lseek ：显式地为一个文件设置偏移量

函数原型：

#include <unistd.h>

off_t lseek(int filedes , off_t offset , int whence);

返回值：若成功则返回新的文件的偏移量，若错误则返回-1.

参数： offset 它的类型是off_t，是带符号的类型，表示偏移量，在一般情况下可正可负。

whence 它的取值为SEEK_SET（文件开头位置）、SEEK_CUR（当前文件偏移量位置）、SEEK_END（文件的结尾处）

注意：1、如果文件描述符引用的是一个管道、FIFO或网络套接字，则lseek返回-1，并将errno设置为ESPIPE。

2、在默认情况下，除非设置open参数为O_APPEND，文件的偏移量位置总是设置为文件的开始位置。

最后说明：这里的文件IO操作：read、write被称为不带缓冲的IO，因为这些操作都在内核执行。