游戏联运系统|那些你必须了解的专业术语！

open：

#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);

pathname：要打开或创建的目标文件

flags：打开文件时，可以传入多个参数选项，用下面的一个或者多个常量进行"或"运算( '|' )

参数：

• O_RDONLY:只读打开
• O_WRONLY:只写打开
• O_RDWR:读，写打开。这三个参数必定指定一个且只能指定一个
• O_CREAT:若文件不存在，则创建它，需要使用mode选项，来指名新文件的访问权限
• O_APPEND:追加写

返回值：成功就返回新打开的文件描述符，失败就返回-1

使用:open函数具体使用哪个分场景而定，如果目标文件不存在，需要open创建，就要使用三个参数，并且设置新创建文件的权限。

int open(pathname,O_CREAT,0666);//文件不存在，创建它并设置权限为0666

在学习返回值之前，先了解一下系统调用和库函数。

• 像fopen,fclose,fread,fwrite这些都是C标准库中的函数 ，称之为库函数
• 而open,close,read,write,lseek，这些都是OS提供的系统调用

 所以可以认为f#系列的函数，都是队系统调用函数进行了封装，方便进行二次开发

通过上面的open函数就可以知道，文件描述符fd就是一个小整数

0&1&2:

在Linux下，默认会有三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对应的是键盘，1和2对应的是显示器，即0是从键盘读入，1和2是像显示器输出。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char buf[1024];
    ssize_t s = read(0, buf, sizeof(buf));
    if(s > 0){
        buf[s] = 0;
        write(1, buf, strlen(buf));
        write(2, buf, strlen(buf));
    }
    return 0;
}

上面代码就是利用系统调用接口write像显示器输出buf中的内容，用read从键盘上读取内容保存到数组buf中. 

 总结：文件描述符就是从0开始的小整数。当我们打开文件时，操作系统在内存中创建相应的数据结构来描述文件，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含一个指针数组，每个元素都是一个指向打开文件的指针！所以，本质上，文件描述符就是该指针数组的下标。所以只要知道文件描述符，就可以找到对应的文件.

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
    int fd = open("myfile", O_RDONLY);
    if(fd < 0){
        perror("open");
        return 1;
    }
    printf("fd: %d\n", fd);
    close(fd);
    return 0;
}

 最后输出的答案是" fd: 3"

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
    close(0);
    //close(2);
    int fd = open("myfile", O_RDONLY);
    if(fd < 0){
        perror("open");
        return 1;
    }
    printf("fd: %d\n", fd);
    close(fd);
    return 0;
}

输出的是"fd: 0"。

可以得出结论：文件描述符的分配规则：在file_struct数组中，找到当前没有被使用的最小的下标，作为新的文件描述符

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    close(1);
    int fd = open("myfile", O_WRONLY|O_CREAT, 0644);
    if(fd < 0){
        perror("open");
        return 1;
    }
    printf("fd: %d\n", fd);
    fflush(stdout);
    close(fd);
    exit(0);
}

 这时候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中，其中fd = 1.这种输出现象叫做重定向。常见的重定向有>,>>,<

一张图了解重定向本质：

函数原型：

#include <unistd.h>
int dup2(int oldfd, int newfd);

dup系统调用分配的文件描述符是由系统分配的，遵循文件描述符的分配原则，并不能指定一个文件描述符，这是dup的一个缺陷，而dup2就很好的解决了这个问题

oldfd:需要被复制的文件描述符

newfd:指定一个文件描述符（需要指定一个当前进程没有使用到的文件描述符）

返回值：成功时返回一个新的文件描述符，也就是newfd；失败就返回-1 

示例：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main() {
    int fd = open("./log", O_CREAT | O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        return 1;
    }
    close(1);
    dup2(fd, 1);
    for (;;) {
        char buf[1024] = {0};
        ssize_t read_size = read(0, buf, sizeof(buf) - 1);
        if (read_size < 0) {
            perror("read");
            break;
        }
        printf("%s", buf);
        fflush(stdout);
    }
    return 0;
}

 跟上面的代码一个效果。刚开始创建文件的时候，根据文件描述符分配原则，获得的fd应该为3，

这个时候调用dup2（fd，1）将fd的文件描述符改成1，并断开原先的标准输出，如上述重定向图一样。

因为IO相关函数与系统调用接口对应，并且库函数封装系统调用，所以本质上，访问文件都是通过fd访问的。所以C库当中的FILE结构体内部，必定封装了fd。

借由下面一段代码来理解：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    const char *msg0="hello printf\n";
    const char *msg1="hello fwrite\n";
    const char *msg2="hello write\n";
    printf("%s", msg0);
    fwrite(msg1, strlen(msg0), 1, stdout);
    write(1, msg2, strlen(msg2));

    fork();
    return 0;
}

运行结果：

但是如果对文件进行输出重定向的话。./test > file 则文件file中会有

可以发现printf和fwrite都输出了两次，这两个都是库函数，而write只输出了一次，write为系统调用

综上：printf fwite库函数会自带缓冲区，而write系统调用没有带缓冲区，另外，我们这里的缓冲区都是用户级的缓冲区，作用就是提升整机性能，OS也会提供相关内核级缓冲区。

那这个用户级缓冲区由谁提供？

显然是C标准库提供，上述中printf和fwrite都是库函数，write是系统调用，库函数在系统调用的上层，是对系统调用的封装，但是write没有缓冲区，而printf和fwrite有缓冲区，说明缓冲区是在封装的时候加上的，也就是由C标准库提供的。 

在linux下使用指令ls -l

每行包含7列:

•  模式
• 硬连接数
• 文件所有者
• 组
• 大小
• 最后修改时间
• 文件名

inode:

为了解释清楚inode，先简单了解一下文件系统

磁盘是典型的块设备，硬盘分区被划分为一个个的block。一个block的大小是由格式化的时候确定的，不可以更改。下图中的启动快(Boot Block)的大小是可以确定的

将属性和数据分开存放的想法看起来很简单，看下图。

硬链接 ：

 特点：

• 具有相同inode节点号的多个文件互为硬链接 文件
• 删除硬链接 文件或者删除源文件任意之一，文件实体并未被删除
• 只有删除了源文件和所有对应的硬连接文件，文件实体才会被删除
• 硬链接 ​​​​​​文件是文件的另一个入口
• 可以用过给文件设置硬连接文件来防止重要文件被误删
• 可以通过ls -i看到index；
• 硬链接文件是普通文件，可以用rm删除
• 对于静态文件（没有进程正在调用），当硬链接数为0时文件就被删除。注意：如果有进程正在调用，则无法删除或者及时文件名被删除空间也不会释放

软链接 ：

特点：

• 软链接 类似windows系统的快捷方式
• 软链接里面存放点的是源文件的路径
• 删除源文件，软链接依然存在，但无法访问源文件内容
• 软链接失效时一般是白字红底闪烁
• 创建软链接命令ln -s 源文件 软链接文件；
• 软链接文件和源文件是不同的文件，稳健类型也不同，inode号也不同
• 软链接的文件类型是"I"，可以用rm删除