文件与目录操作

LINUX文件系统

• Linux中一切皆为文件，这样保证了操作的一致性
• Linux文件系统是根目录结构，而Windows文件系统是多根目录结构

虚拟文件系统VFS

• super block超级块：对一个文件系统的描述
• inode索引节点：对一个文件物理属性的描述
• dentry目录现对象：对一个文件逻辑属性的描述
• file文件对象：保存文件位置的文件描述

LINUX文件IO操作

系统调用

• Linux包含的系统调用包含在libc库中

• 调用实现：系统命令 >> API >> 系统调用

• Linux文件IO操作函数：

  • open() : 打开或者创建文件
  • create() : 打开一个文件，若不存在则创建文件
  • close() : 关闭文件
  • read() : 读文件内容
  • write() : 写文件

• 文件IO是直接IO效率高于有缓存的标准IO

标准IO库

• fopen() : 打开一个文件
• setbuf() / setvbuf() ：打开和关闭缓冲机制
• fdopen() : 常用于创建管道及网络通信通道函数返回的描述符
• fclose() : 关闭一个文件

LINUX文件定位与共享

文件定位

• lseek() : 常用于找文件开头或文件末端，判定文件描述符的当前位置（仅仅将但其那文件的偏移量记录在内核中），将文件指针推进到末端之后的位置，并用0填充形成空洞，可以提高系统性能。2.3.1.c

  //lseek实现空洞
  int main(int argc, char const *argv[])
  {
      int fd;
      int ret;
      fd = open("hello.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0644);
      if(fd == -1)
          R_EXIT("open error");
      write(fd,"hello",5);
      ret = lseek(fd,1024*1024*1024,SEEK_CUR);
      if(ret == -1)
          ERR_EXIT("lseek error");
      write(fd,"world",5);
      close(fd);
      return 0;
  }
  /*
  *./2.3.1
  *ls -lh hello.txt
  *du -h hello.txt  //文件大小
  *od -c hello.txt  //文件ASCII码
  *cat hello.txt  //只显示hello而不显示world因为他们在不同的存储空间
  */
  

• pread() : 根据给定的偏移量读取一个文件描述符。由于lseek和read调用之间，内核可能会临时挂起进程，影响进程同步，调用pread相当于顺序调用lseek和read，作为一个原子操作。

• pwrite() : 根据给定的偏移量写入一个文件描述符。由于lseek和write调用之间，内核可能会临时挂起进程，影响进程同步，调用pread相当于顺序调用lseek和write，作为一个原子操作。（可避免竞争条件）

文件共享

• 不同进程共享文件实现

  • 文件描述符表：存在与进程表中，每个表项指向一个文件表
  • 文件表：包含文件的状态标志、文件当前位置、指向该文件索引节点表的指针
  • 索引节点表：包含文件的类型属性和文件数据，每个文件仅仅对应唯一的索引节点表

• dup() 和 dup2() 函数实现文件共享：通过复制文件的描述符，使得在同一个进程中描述符指向相同的文件表

• 线程共享文件：CLONE_VS CLONE_FS CLONE_FILES CLONE_SIGHAND