【linux编程】linux文件IO的系统函数（close/read/fcntl/dup/dup2）

2023-11-06 04:44
文章标签 linux 系统 函数 编程 read io close dup2 fcntl dup

本文主要是介绍【linux编程】linux文件IO的系统函数（close/read/fcntl/dup/dup2），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

close函数

  • 函数原型：
#include <unistd.h>
int close(int fd);

  • 参数：fd：要关闭的文件描述符

  • 返回值：成功返回0，失败返回-1并设置errno

  • 功能：关闭一个已经打开的文件，释放相关的资源。在Linux中，文件包括普通文件，目录，设备文件，管道，套接字等。每个打开的文件都有一个唯一的文件描述符，用来标识该文件。当不再需要使用一个文件时，应该调用close函数来关闭文件，否则可能会导致资源泄露，文件被占用，或者达到打开文件的上限。close函数会将文件描述符和文件表项的关联解除，如果该文件表项的引用计数变为0，表示没有其他文件描述符指向该文件，那么该文件表项也会被释放。如果该文件是一个套接字，那么close函数还会发送一个FIN包给对方，表示结束通信。close函数通常会在文件操作完成后调用，或者在程序退出前调用。

  • 代码示例：打开一个名为test.txt的文件，读取文件内容，然后关闭文件。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>int main()
{int fd; //定义一个文件描述符char buffer[100]; //定义一个缓冲区fd = open("test.txt", O_RDONLY); //以只读方式打开文件if (fd == -1) //判断文件是否打开成功{perror("open"); //打印错误信息exit(1); //退出程序}read(fd, buffer, 10); //从文件中读取10个字节到缓冲区printf("读取的数据是: %s\n", buffer); //打印缓冲区内容close(fd); //关闭文件return 0;
}

read函数

函数原型：

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

参数：

  • fd：要读取的文件的描述符
  • buf：指定的缓冲区的地址
  • count：指定的要读取的字节数

返回值：

实际读取的字节数，如果出错则返回-1并设置errno，如果到达文件末尾则返回0

功能：

从一个打开的文件中读取数据，将数据存储到指定的缓冲区中。read函数通常会从文件的当前偏移量处开始读取数据，并使偏移量增加读取的字节数。如果读取的字节数小于指定的字节数，可能是因为到达文件末尾，或者遇到了中断，或者读取的是一个管道或套接字等非常规文件。

代码示例：

打开一个名为test.txt的文件，读取10个字节的数据到缓冲区，并打印出来。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>int main()
{int fd; //定义一个文件描述符char buffer[100]; //定义一个缓冲区fd = open("test.txt", O_RDONLY); //以只读方式打开文件if (fd == -1) //判断文件是否打开成功{perror("open"); //打印错误信息exit(1); //退出程序}read(fd, buffer, 10); //从文件中读取10个字节到缓冲区printf("读取的数据是: %s\n", buffer); //打印缓冲区内容close(fd); //关闭文件return 0;
}

fcntl函数

函数原型：

#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );

参数：

  • fd：要操作的文件的描述符
  • cmd：要执行的控制命令
  • arg：可选的，根据不同的命令有不同的含义

fcntl函数支持的控制命令有很多，这里只介绍一些常用的，更多的可以参考[fcntl(2)的手册页]：

F_DUPFD：复制文件描述符fd，并返回一个新的文件描述符，该描述符的值是大于或等于arg的最小值。新的文件描述符和原来的文件描述符共享同一个文件表项，但是有自己的文件描述符标志，且默认设置为FD_CLOEXEC。这个命令相当于dup函数的功能，但是可以指定新的文件描述符的最小值。

F_GETFD：获取文件描述符fd的文件描述符标志，返回该标志的值。目前只有一个标志FD_CLOEXEC，表示在执行exec类函数时，关闭该文件描述符。

F_SETFD：设置文件描述符fd的文件描述符标志，arg参数是要设置的标志的值。目前只能设置FD_CLOEXEC标志。

F_GETFL：获取文件描述符fd的文件状态标志，返回该标志的值。文件状态标志包括文件的访问模式（O_RDONLY，O_WRONLY，O_RDWR）和文件的打开方式（O_APPEND，O_NONBLOCK，O_SYNC等）。

F_SETFL：设置文件描述符fd的文件状态标志，arg参数是要设置的标志的值。注意，只能改变文件打开方式的标志，不能改变文件的访问模式。

F_GETLK，F_SETLK，F_SETLKW：这些命令用来获取、设置或释放文件的记录锁。arg参数是一个指向struct flock结构体的指针，该结构体定义了锁的类型、起始位置、长度和持有者等信息。F_GETLK命令用来检测是否能够对文件加上指定的锁，如果能够加锁，返回0，如果不能加锁，返回-1并设置errno为EACCES或EAGAIN，并且将arg指向的结构体填充为已存在的锁的信息。F_SETLK命令用来对文件加上或释放指定的锁，如果能够加锁或解锁，返回0，如果不能加锁或解锁，返回-1并设置errno为EACCES或EAGAIN。F_SETLKW命令和F_SETLK命令类似，但是如果不能立即加锁或解锁，会阻塞直到能够完成操作或被信号中断。文件的记录锁可以用来实现对文件的互斥访问或协调访问，更多的细节可以参考[文件锁的手册页]。

返回值：根据不同的命令有不同的含义，一般来说，成功时返回非负值，失败时返回-1并设置errno功能：对已经打开的文件进行各种控制操作，比如改变文件的访问模式，获取或设置文件的状态标志，获取或设置文件的锁等。

代码示例：打开一个名为test.txt的文件，获取其文件状态标志，将其设置为非阻塞模式，然后复制一个新的文件描述符，该描述符的值不小于10。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>int main()
{int fd; //定义一个文件描述符int flag; //定义一个文件状态标志int fd2; //定义一个新的文件描述符fd = open("test.txt", O_RDWR); //以读写方式打开文件if (fd == -1) //判断文件是否打开成功{perror("open"); //打印错误信息exit(1); //退出程序}flag = fcntl(fd, F_GETFL); //获取文件状态标志if (flag == -1) //判断是否获取成功{perror("fcntl"); //打印错误信息exit(1); //退出程序}printf("文件状态标志是: %d\n", flag); //打印文件状态标志flag |= O_NONBLOCK; //将文件状态标志设置为非阻塞模式if (fcntl(fd, F_SETFL, flag) == -1) //设置文件状态标志{perror("fcntl"); //打印错误信息exit(1); //退出程序}printf("文件状态标志已设置为非阻塞模式\n"); //打印提示信息fd2 = fcntl(fd, F_DUPFD, 10); //复制文件描述符，指定新的文件描述符的最小值为10if (fd2 == -1) //判断是否复制成功{perror("fcntl"); //打印错误信息exit(1); //退出程序}printf("新的文件描述符是: %d\n", fd2); //打印新的文件描述符//后续的读写操作//...close(fd); //关闭文件close(fd2); //关闭新的文件描述符return 0;
}

dup函数

  • 函数原型：
#include <unistd.h>
int dup(int oldfd);

  • 参数：oldfd：要复制的文件描述符

  • 返回值：新的文件描述符，如果出错则返回-1并设置errno

  • 功能：复制一个文件描述符，并返回一个新的文件描述符，该描述符的值是当前可用的最小值。新的文件描述符和原来的文件描述符共享同一个文件表项，但是有自己的文件描述符标志，且默认设置为FD_CLOEXEC。dup函数相当于调用fcntl函数并传入F_DUPFD命令和0作为arg参数，但是更简洁。dup函数可以用来重定向标准输入、输出或错误，或者创建一个和已有文件描述符功能相同但值不同的文件描述符。

  • 代码示例：打开一个名为test.txt的文件，复制一个新的文件描述符，将标准输出重定向到该文件，然后打印一些信息。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>int main()
{int fd; //定义一个文件描述符int fd2; //定义一个新的文件描述符fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666); //以写入、创建、截断的方式打开文件if (fd == -1) //判断文件是否打开成功{perror("open"); //打印错误信息exit(1); //退出程序}fd2 = dup(fd); //复制文件描述符if (fd2 == -1) //判断是否复制成功{perror("dup"); //打印错误信息exit(1); //退出程序}close(fd); //关闭原来的文件描述符dup2(fd2, STDOUT_FILENO); //将标准输出重定向到新的文件描述符printf("这些信息将被写入到文件中\n"); //打印一些信息printf("新的文件描述符是: %d\n", fd2); //打印新的文件描述符close(fd2); //关闭新的文件描述符return 0;
}

dup2函数

  • 函数原型：
#include <unistd.h>
int dup2(int oldfd, int newfd);

  • 参数：

    • oldfd：要复制的文件描述符
    • newfd：要指定的新的文件描述符

  • 返回值：新的文件描述符，如果出错则返回-1并设置errno

  • 功能：和dup函数类似，也可以用来复制一个文件描述符，并返回一个新的文件描述符，但是可以指定新的文件描述符的值。如果新的文件描述符已经打开，则先关闭它。dup2函数相当于调用close函数和fcntl函数并传入F_DUPFD命令和newfd作为arg参数，但是更简洁。dup2函数也可以用来重定向标准输入、输出或错误，或者创建一个和已有文件描述符功能相同但值不同的文件描述符。

  • 代码示例：打开一个名为test.txt的文件，将标准输出重定向到该文件，然后打印一些信息。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>int main()
{int fd; //定义一个文件描述符fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666); //以写入、创建、截断的方式打开文件if (fd == -1) //判断文件是否打开成功{perror("open"); //打印错误信息exit(1); //退出程序}dup2(fd, STDOUT_FILENO); //将标准输出重定向到文件描述符printf("这些信息将被写入到文件中\n"); //打印一些信息printf("文件描述符是: %d\n", fd); //打印文件描述符close(fd); //关闭文件描述符return 0;
}

这篇关于【linux编程】linux文件IO的系统函数（close/read/fcntl/dup/dup2）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/354541。

相关文章

Linux join命令的使用及说明

Linux join命令的使用及说明

《Linuxjoin命令的使用及说明》`join`命令用于在Linux中按字段将两个文件进行连接,类似于SQL的JOIN,它需要两个文件按用于匹配的字段排序,并且第一个文件的换行符必须是LF,`jo... 目录一. 基本语法二. 数据准备三. 指定文件的连接key四.-a输出指定文件的所有行五.-o指定输出
阅读更多...
Linux jq命令的使用解读

Linux jq命令的使用解读

《Linuxjq命令的使用解读》jq是一个强大的命令行工具,用于处理JSON数据,它可以用来查看、过滤、修改、格式化JSON数据,通过使用各种选项和过滤器,可以实现复杂的JSON处理任务... 目录一. 简介二. 选项2.1.2.2-c2.3-r2.4-R三. 字段提取3.1 普通字段3.2 数组字段四.
阅读更多...
Linux kill正在执行的后台任务 kill进程组使用详解

Linux kill正在执行的后台任务 kill进程组使用详解

《Linuxkill正在执行的后台任务kill进程组使用详解》文章介绍了两个脚本的功能和区别,以及执行这些脚本时遇到的进程管理问题,通过查看进程树、使用`kill`命令和`lsof`命令,分析了子... 目录零. 用到的命令一. 待执行的脚本二. 执行含子进程的脚本，并kill2.1 进程查看2.2 遇到的
阅读更多...
Java AOP面向切面编程的概念和实现方式

Java AOP面向切面编程的概念和实现方式

《JavaAOP面向切面编程的概念和实现方式》AOP是面向切面编程,通过动态代理将横切关注点（如日志、事务）与核心业务逻辑分离,提升代码复用性和可维护性,本文给大家介绍JavaAOP面向切面编程的概... 目录一、AOP 是什么？二、AOP 的核心概念与实现方式核心概念实现方式三、Spring AOP 的关
阅读更多...
Python函数作用域与闭包举例深度解析

Python函数作用域与闭包举例深度解析

《Python函数作用域与闭包举例深度解析》Python函数的作用域规则和闭包是编程中的关键概念,它们决定了变量的访问和生命周期,：本文主要介绍Python函数作用域与闭包的相关资料,文中通过代码... 目录1. 基础作用域访问示例1：访问全局变量示例2：访问外层函数变量2. 闭包基础示例3：简单闭包示例4
阅读更多...
Linux云服务器手动配置DNS的方法步骤

Linux云服务器手动配置DNS的方法步骤

《Linux云服务器手动配置DNS的方法步骤》在Linux云服务器上手动配置DNS（域名系统）是确保服务器能够正常解析域名的重要步骤,以下是详细的配置方法,包括系统文件的修改和常见问题的解决方案,需要... 目录1. 为什么需要手动配置 DNS？2. 手动配置 DNS 的方法方法 1：修改 /etc/res
阅读更多...
Java中的.close()举例详解

Java中的.close()举例详解

《Java中的.close()举例详解》.close()方法只适用于通过window.open()打开的弹出窗口,对于浏览器的主窗口,如果没有得到用户允许是不能关闭的,：本文主要介绍Java中的.... 目录当你遇到以下三种情况时，一定要记得使用 .close()：用法作用举例如何判断代码中的 input
阅读更多...
Linux创建服务使用systemctl管理详解

Linux创建服务使用systemctl管理详解

《Linux创建服务使用systemctl管理详解》文章指导在Linux中创建systemd服务,设置文件权限为所有者读写、其他只读,重新加载配置,启动服务并检查状态,确保服务正常运行,关键步骤包括权... 目录创建服务 /usr/lib/systemd/system/设置服务文件权限：所有者读写js，其他
阅读更多...
Linux下利用select实现串口数据读取过程

Linux下利用select实现串口数据读取过程

《Linux下利用select实现串口数据读取过程》文章介绍Linux中使用select、poll或epoll实现串口数据读取,通过I/O多路复用机制在数据到达时触发读取,避免持续轮询,示例代码展示设... 目录示例代码（使用select实现）代码解释总结在 linux 系统里，我们可以借助 select、
阅读更多...
Linux挂载linux/Windows共享目录实现方式

Linux挂载linux/Windows共享目录实现方式

《Linux挂载linux/Windows共享目录实现方式》：本文主要介绍Linux挂载linux/Windows共享目录实现方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录文件共享协议linux环境作为服务端（NFS）在服务器端安装 NFS创建要共享的目录修改 NFS 配
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2