Linux的学习之路:15、文件(2)

简介: Linux的学习之路:15、文件(2)

摘要

这里就说一下文件描述符和重定向以及缓冲区


一、文件描述符

1、0 、1、2


文件描述符(File Descriptor,简称 fd)是计算机科学中的一个术语,尤其是在 Unix、Linux 及其类似操作系统中。它是一个用于表述指向文件的引用的抽象化概念。


文件描述符是一个非负整数(通常是小整数),用于内核中唯一标识一个打开的文件、设备、套接字或其他 I/O 资源。当程序打开一个文件(或任何其他 I/O 资源)时,内核向进程返回一个文件描述符。文件描述符用于在后续系统调用中识别该文件或其他 I/O 资源。


Linux进程默认情况下会有3个缺省打开的文件描述符,分别是标准输入0, 标准输出1, 标准错误2,0、1、2对应的物理设备一般是:键盘,显示器,显示器,昂感觉说的好抽象,下面将用代码来演示一下 ,如下方代码就是利用0进行输入一个字符串然后进行输出到显示器上,上面就是利用0,1,2进行使用了。


现在知道,文件描述符就是从0开始的小整数。当我们打开文件时,操作系统在内存中要创建相应的数据结构来描述目标文件。于是就有了file结构体。表示一个已经打开的文件对象。而进程执行open系统调用,所以必须让进程和文件关联起来。每个进程都有一个指针*files, 指向一张表files_struct,该表最重要的部分就是包涵一个指针数组,每个元素都是一个指向打开文件的指针!所以,本质上,文件描述符就是该数组的下标。所以,只要拿着文件描述符,就可以找到对应的文件

#include <stdio.h>
    2 #include <sys/types.h>
    3 #include <sys/stat.h>
    4 #include <fcntl.h>
    5 #include <string.h>
    6 
    7 int main()
    8 {
    9     char buf[1024];
   10     ssize_t s=read(0,buf,sizeof(buf));
   11     if(s>0)
   12     {
   13         buf[s]=0;                                                                                                                                                                                                                    
   14         write(1,buf,strlen(buf));
   15         write(2,buf,strlen(buf));
   16     }
   17     return 0;
   18 }
   19 

2、分配规则

这里直接利用代码进行演示,首先是第一段,fd输出是3。

int main()
    8 {
    9     int fd = open("myfile", O_RDONLY);
   10     if(fd < 0)
   11     {
   12         perror("open");
   13         return 1;
   14     }                                                                                                                                                                                                       
   15     printf("fd: %d\n", fd);
   16     close(fd);
   17     return 0;
   18 }
   19 


在看下面这段代码,输出了0和2,就可以得出文件描述符的分配规则:在files_struct数组当中,找到当前没有被使用的最小的一个下标,作为新的文件描述符,这样,每次当程序打开一个现有文件或创建一个新文件时,内核都会向进程返回一个这样的文件描述符。


文件描述符在形式上是一个非负整数,它实际上是一个索引值,指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。这个文件描述符就是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引,用来指向被打开的文件。在程序设计中,一些涉及底层的程序编写往往会围绕着文件描述符展开。所有执行I/O操作的系统调用都会通过文件描述符进行。

 int main()
    8 {
    9     //close(0);
    10     close(2);                                                                                                                                                                                               
   11     int fd = open("myfile", O_RDONLY);          
   12     if(fd < 0)                                  
   13     {                                           
   14         perror("open");                         
   15         return 1;                               
   16     }                                           
   17     printf("fd: %d\n", fd);                     
   18     close(fd);                                  
   19     return 0;                                   
   20 }                                               
   21       

所以由此可得就可以看出文件描述符就是一个小整数。

二、重定向

如果关闭1呢,那么输出的可以放在哪?所以看一下下方代码,此时,我们发现,本来应该输出到显示器上的内容,输出到了文件 myfile 当中,其中,fd=1。这种现象叫做输出重定向。常见的重定向有:>,>>,<

int main()
   24 {
   25     close(1);
   26     int fd = open("myfile", O_WRONLY|O_CREAT, 00644);
   27     if(fd < 0)
   28     {    
   29         perror("open");                                                              
   30         return 1;                                 
   31     }                                 
   32     printf("fd: %d\n", fd);
   33     fflush(stdout);                         
   34     close(fd);                     
   35     exit(0);         
   36 }            

三、缓冲区


一般而言,缓冲行的设备文件--显示器,全缓冲的设备文件--磁盘文件,所有的设备永远都是倾向于全缓冲,如果缓冲区满了,才进行刷新,和设备IO的时候,数据量的大小不是主要矛盾,你和外设预备IO的过程是最消耗世间的。


所以想要提高效率,只有更少次的IO操作,也就是更少此的外设的访问,这样才能提高效率,也就之前说过的冯诺依曼。


如果向显示器打印,刷新策略是行刷新,那么最后执行fork的时候,一定是函数执行完了并且数据已经被刷新了。


如果需要应对的程序进行了重定向,也就是向磁盘文件打印,隐形的刷新策略变成了全缓冲,\n就没有意义了,fork的时候一定要函数执行完了,但是数据还没刷新

四、代码

1 #include <stdio.h>
    2 #include <sys/types.h>
    3 #include <sys/stat.h>
    4 #include <fcntl.h>
    5 #include <string.h>
    6 
    7 //int main()
    8 //{
    9 //    //close(0);
   10 //    close(2);
   11 //    int fd = open("myfile", O_RDONLY);
   12 //    if(fd < 0)
   13 //    {
   14 //        perror("open");
   15 //        return 1;
   16 //    }
   17 //    printf("fd: %d\n", fd);
   18 //    close(fd);
   19 //    return 0;
   20 //}
   21 //
   22 
   23 int main()
   24 {
25     close(1);
   26     int fd = open("myfile", O_WRONLY|O_CREAT, 00644);
   27     if(fd < 0)
   28     {
   29         perror("open");
   30         return 1;
   31     }
   32     printf("fd: %d\n", fd);
   33     fflush(stdout);
 34     close(fd);
35     exit(0);
   36 }
 
 
 //int main()
   76 //{
   77 //    char buf[1024];
   78 //    ssize_t s=read(0,buf,sizeof(buf));
   79 //    if(s>0)
   80 //    {
   81 //        buf[s]=0;
   82 //        write(1,buf,strlen(buf));
   83 //        write(2,buf,strlen(buf));
   84 //    }
   85 //    return 0;
   86 //}
   87 //
目录
相关文章
|
6月前
|
Linux 开发工具
7种比较Linux中文本文件的最佳工具
7种比较Linux中文本文件的最佳工具
7种比较Linux中文本文件的最佳工具
|
4月前
|
存储 数据管理 Linux
区分Linux中.tar文件与.tar.gz文件的不同。
总之,".tar"文件提供了一种方便的文件整理方式,其归档但不压缩的特点适用于快速打包和解压,而".tar.gz"文件通过额外的压缩步骤,尽管处理时间更长,但可以减小文件尺寸,更适合于需要节约存储空间或进行文件传输的场景。用户在选择时应根据具体需求,考虑两种格式各自的优劣。
717 13
|
5月前
|
安全 Linux
Linux赋予文件000权限的恢复技巧
以上这些步骤就像是打开一扇锁住的门,步骤看似简单,但是背后却有着严格的逻辑和规则。切记,在任何时候,变更文件权限都要考虑安全性,不要无谓地放宽权限,那样可能
190 16
|
6月前
|
Linux
【Linux】 Linux文件I/O常见操作技巧
以上就是Linux文件I/O操作的一些技巧,接纳它们,让它们成为你在Linux世界中的得力伙伴,工作会变得轻松许多。不过记住,技巧的运用也需要根据实际情况灵活掌握,毕竟,最适合的才是最好的。
211 28
|
5月前
|
存储 Linux 数据处理
深入剖析Linux中一切即文件的哲学和重定向的机制
在计算机的奇妙世界中,Linux的这套哲学和机制减少了不同类型资源的处理方式,简化了抽象的概念,并蕴藏着强大的灵活性。就像变戏法一样,轻轻松松地在文件、程序与设备之间转换数据流,标准输入、输出、错误流就在指尖舞动,程序的交互和数据处理因此变得既高效又富有乐趣。
104 4
|
6月前
|
Ubuntu Linux
"unzip"命令解析:Linux下如何处理压缩文件。
总的来说,`unzip`命令是Linux系统下一款实用而方便的ZIP格式文件处理工具。本文通过简明扼要的方式,详细介绍了在各类Linux发行版上安装 `unzip`的方法,以及如何使用 `unzip`命令进行解压、查看和测试ZIP文件。希望本文章能为用户带来实际帮助,提高日常操作的效率。
900 12
|
7月前
|
Linux Shell
Linux系统下快速批量创建和删除文件的方法
总的来说,使用shell脚本来批量处理文件是一种非常强大的工具,只要你愿意花时间学习和实践,你会发现它能大大提高你的工作效率。
436 19
|
5月前
|
Linux
linux文件重命名命令
本指南介绍Linux文件重命名方法,包括单文件操作的`mv`命令和批量处理的`rename`命令。`mv`可简单更改文件名并保留扩展名,如`mv old_file.txt new_name.txt`;`rename`支持正则表达式,适用于复杂批量操作,如`rename &#39;s/2023/2024/&#39; *.log`。提供实用技巧如大小写转换、数字序列处理等,并提醒覆盖风险与版本差异,建议使用`-n`参数预览效果。
|
8月前
|
监控 Linux
Linux基础:文件和目录类命令分析。
总的来说,这些基础命令,像是Linux中藏匿的小矮人,每一次我们使用他们,他们就把我们的指令准确的传递给Linux,让我们的指令变为现实。所以,现在就开始你的Linux之旅,挥动你的命令之剑,探索这个充满神秘而又奇妙的世界吧!
163 19
|
7月前
|
缓存 Linux
如何创建Linux交换文件?Linux交换文件最新创建方法
Swap是Linux中的虚拟内存空间,用于在物理内存不足时将非活动进程移至磁盘,从而优化活动进程的性能。通过创建交换文件(如1GB),可灵活调整交换空间而无需重新分区。步骤包括:使用`fallocate`或`dd`创建文件、设置权限 (`chmod 600`)、格式化 (`mkswap`)、启用交换 (`swapon`)、修改`/etc/fstab`以持久化配置,以及调整`vm.swappiness`值(默认60,建议从10开始)来平衡内存与交换的使用。最后通过`swapon -s`检查状态并重启生效。此方法适用于VPS和专用服务器,需以root用户操作。
221 2
下一篇
oss云网关配置