Linux 非缓冲I/O与缓冲I/O

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我是靠谱客的博主幸福帽子，最近开发中收集的这篇文章主要介绍Linux 非缓冲I/O与缓冲I/O，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

在linux系统中，文件的I/O分为两种类型，第一种类型是非缓冲式文件操作，主要是由系统调用提供，另一种是缓冲式I/O操作，主要是由C语言的标准输入输出库函数提供。这里学习一下非缓冲式文件I/O操作，下面简称I/O.

非缓冲的文件I/O

非缓冲式文件操作适用于小规模文件的读写，或者是实时设备，执行非缓冲式文件操作，应用程序能够立即得到数据。非缓冲式文件操作的函数主要是由系统调用提供。操作系统内核利用文件描述符来访问文件；文件标识符是一个非负整数，系统预留了3个文件标识符:

0 代表标准输入，即通过键盘输入
1 代表标准输出，即输出到终端
2 标准错误，系统中存放错误信息的堆栈

文件的读写与访问

1、open

int open（path，flag，mode）；打开一个文件
函数的基本结构，path为文件路径，flag为一些参数，当文件是新建时mode用来指定文件访问属性；

flag常用值：O_RDONLY ; O_WRONLY ; O_RDWR ; 分别为只读，只写，读写方式
mode常用值： S_IRWXU ; S_IRWXG ; S_IRWXO ;分别代表用户，组，其他的读写执行权限；

2、creat

int creat（path，modo）；创建一个文件,只写方式
参数与open相同；
相当于：open（path，O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, mode）;

3、close

int close（int fd）；关闭一个文件，成功返回0，失败-1
fd为文件描述符；

4、lseek

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence)；返回文件偏移量

5、read

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); 读文件
count为需要读取的字节数，返回读到的字节数

6、write

ssize_t write(int fd, void *buf, size_t count); 写文件
count为需要写入的字节数，返回已写的字节数

7、chmod，fchmod

int chmod（filename，mode）；
int fchmod（fd，mode）
改变文件访问权限，成功返回0，失败-1，区别在于前一个通过文件名访问，后一个通过文件描述符；

8、chown，fchown，lchown

int chown（filename，newowner，newgroup）；
int fchown（fd，newowner，newgroup）；
int lchown（filename，newowner，newgroup）；
改变文件所有者，区别在于第一个利用文件名，第二个为打开的文件（文件描述符），第三个针对链接文件

9、rename

int rename（oldname，newname）；
文件重命名，成功返回0，失败-1

sys/types.h :定义了某些与实现相关的数据类型，被称为基本系统数据类型

dup/dup2

int dup(fd);
int duo2(fd, fd2); 复制文件描述符

缓冲I/O

缓冲I/O：就是在内存中开辟了一块缓冲区，对文件的操作先存在了缓冲区，在“需要”的时候在写到磁盘。一般来说，缓冲区越大，进行实际I/O就越少，效率越高。I/O标准库提供的函数为缓冲I/O：fopen, fclose, fread, fwrite, fgetc, fgets, fputc, fputs, freopen, fseek等。

区别：
非缓冲I/O，每次对于文件的操作，都要进行I/O操作，优点是能迅速把内容写到文件中。缺点就是频繁进行I/O操作，非常消耗CPU。
fopen系列函数是标准库提供的，使用的是文件结构体指针，把文件当做流来处理。open系列函数是系统条用，使用的是文件描述符。
在Linux一切皆文件，但是fopen操作的只是指普通文件。设备文件不能当做流式文件来处理的，只能使用open系列函数。
fopen使进程在用户态下就有了缓冲区，不像open系列函数，每次都要进行系统条用，用户态/内核态切换。