linux基础复习（6）文件I/O操作

件锁包括建议性锁和强制性锁。建议性锁要求每个上锁件的进程都要检查是否有锁存在，并且尊重已有的锁。在一般情况下，内核和系统都不使用建议性锁。强制性锁是由内核执行的锁，当一个件被上锁进行写入操作的时候，内核将阻止其他任何件对其进行读写操作。采用强制性锁对性能的影响很大，每次读写操作都必须检查是否有锁存在。在Linux 中，实现件上锁的函数有lock和fcntl，其中flock用于对件施加建议性锁，而fcntl不仅可以施加建议性锁，还可以施加强制锁。同时，fcntl还能对件的某一记录进行

上锁，也就是记录锁。记录锁又可分为读取锁和写入锁，其中读取锁又称为共享锁，它能够使多个进程都能在

文件的同一部分建立读取锁。而写入锁又称为排斥锁，在任何时刻只能有一个进程在文件的某个部分上建立写入锁。当然，在文件的同一部分不能同时建立读取锁和写入锁。

fcntl函数格式

fcntl函数可以改变已经打开文件的性质。

#i nclude

#i nclude

#i nclude

int fcntl(int filedes, int cmd, ... ) ;

返回：若成功则依赖于cmd(见下)，若出错为- 1。

f c n t l函数有五种功能：

n 复制一个现存的描述符, 新文件描述符作为函数值返(c m d=F_DUPFD)。

n 获得/设置文件描述符标记,对应于filedes 的文件描述符标志作为函数值返回.(c m d = F_GETFD或F_SETFD)。

n 获得/设置文件状态标志，对应于filedes 的文件状态标志作为函数值返回。(c m d = F_GETFL或F_SETFL)。

n 获得/设置异步I / O有权(c m d = F_GETOWN或F_SETOWN)。

n 获得/设置记录锁(c m d = F_SETLK , F_SETLKW)。

关于加锁和解锁区域的说明还要注意下列各点：

l 该区域可以在当前文件尾端处开始或越过其尾端处开始，但是不能在文件起始位置之前开始或越过该起始位置。

l 如若l_len为0，则表示锁的区域从其起点(由l_start和l_whence决定)开始直至最大可能位置为止。也就是不管添写到该文件中多少数据，它都处于锁的范围。

l 为了锁整个文件，通常的方法是将l_start说明为0，l_whence说明为SEEK_SET，l_len说明为0。

实例：

/*fcntl_write.c测试文件写入锁主函数部分*/

#i nclude unistd.h>

#i nclude sys/file.h>

#i nclude sys/types.h>

#i nclude sys/stat.h>

#i nclude stdio.h>

#i nclude stdlib.h>

/*lock_set函数*/

void lock_set(int fd, int type)

{

struct flock lock;

lock.l_whence = SEEK_SET;//赋值lock结构体

lock.l_start = 0;

lock.l_len =0;

while(1)

{

lock.l_type = type;

/*根据不同的type值给文件上锁或解锁*/

if((fcntl(fd, F_SETLK, lock)) == 0)

{

if( lock.l_type == F_RDLCK )

printf(read lock set by %d\n,getpid());

else if( lock.l_type == F_WRLCK )

printf(write lock set by %d\n,getpid());

else if( lock.l_type == F_UNLCK )

printf(release lock by %d\n,getpid());

return;

}

/*判断文件是否可以上锁*/

fcntl(fd, F_GETLK,lock);

/*判断文件不能上锁的原因*/

if(lock.l_type != F_UNLCK)

{

/*/该文件已有写入锁*/

if( lock.l_type == F_RDLCK )

printf(read lock already set by %d\n,lock.l_pid);

/*该文件已有读取锁*/

else if( lock.l_type == F_WRLCK )

printf(write lock already set by %d\n,lock.l_pid);

getchar();

}

}

}

int main(void)

{

int fd;

/*首先打开文件*/

fd=open(hello,O_RDWR | O_CREAT, 0666);

if(fd 0)

{

perror(open);

exit(1);

}

/*给文件上写入锁*/

lock_set(fd, F_WRLCK);

getchar();

/*给文件接锁*/

lock_set(fd, F_UNLCK);

getchar();

close(fd);

exit(0);

}

开两个终端分别运行，可看到先运行的那个终端，成功上锁，后运行的那个无效。可见写入锁是互斥锁，一个时候只能有一个写入锁存在

select 实现I/O复用

I/O处理的五种模型

① 阻塞I/O模型：若所调用的I/O函数没有完成相关的功能就会使进程挂起，直到相关数据到达才会返回。如：终端、网络设备的访问。

② 非阻塞模型：当请求的I/O操作不能完成时，则不让进程休眠，而且返回一个错误。如：open、read、write访问。

③ I/O多路转接模型：如果请求的I/O 操作阻塞，且他不是真正阻塞I/O，而且让其中的一个函数等待，在这期间， I/O还能进行其他操作。如：select函数。

④ 信号驱动I/O模型：在这种模型下，通过安装一个信号处理程序，系统可以自动捕获特定信号的到来，从而启动I/O。

⑤ 异步I/O模型：在这种模型下，当一个描述符已准备好，可以启动I/O时，进程会通知内核。由内核进行后续处理，这种用法现在较少。

select函数

传向select的参数告