《UNIX环境高级编程》笔记--read函数，write函数，lseek函数

2024-02-21 09:38
文章标签 函数 笔记 环境 编程 高级 read unix write lseek

本文主要是介绍《UNIX环境高级编程》笔记--read函数，write函数，lseek函数，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！

1.read函数

调用read函数从文件去读数据，函数定义如下：
[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. #include <unistd.h>   
  2. ssize_t read(int filedes, void* buff, size_t nbytes);  
#include <unistd.h>
ssize_t read(int filedes, void* buff, size_t nbytes);
成功则返回实际读取的byte数，如果已经达到文件结尾则返回0，出错则返回-1.

2.write函数

调用write函数向打开的文件写入数据，函数定义如下：
[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. #include <unistd.h>   
  2. ssize_t write(int filedes, void* buff, size_t nbytes);  
#include <unistd.h>
ssize_t write(int filedes, void* buff, size_t nbytes);
成功则返回实际写入的byte数，出错则返回-1.

read和write的buff大小为一个文件block大小时，效率是最高的，在ext4文件系统中，一个文件block大小为4K，一般这个块长存放
在stat结构中，定义如下：
blksize_t st_blksize；
可以使用stat系列函数获取该值。

注意：
使用read，write操作管道，FIFO以及某些设备时，特别是终端，网络和STREAMS，有下列两种性质。
a.一次read操作所返回的数据可能少于所要求的数据，即使还没达到文件尾端也可能是这样。这不是一个错误，应该
继续读该设备。
b.一次write操作的返回值也可能少于指定输出的字节数。这也不是错误，应当继续写余下的数据至该设备。

3.lseek函数

每个打开的文件都有一个关联的“当前偏移量”，用于记录从文件到当前当前位置的偏移字节数，lseek函数是设置这个当前偏移量

的函数，函数的声明如下：
[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. #include <unistd.h>   
  2. off_t lseek(int filedes, off_t offset, int whence);  
#include <unistd.h>
off_t lseek(int filedes, off_t offset, int whence);
成功则返回新的文件偏移量，失败则返回-1.

如果whence是SEEK_SET，则文件的偏移量设置为文件开始加上offset个字节。
如果whence是SEEK_CUR，则文件的偏移量设置为当前偏移量开始加上offset个字节，offset可正可负。
如果whence是SEEK_END，则文件的偏移量设置为文件长度加上offset个字节，offset可正可负。

不是每个文件都能够设置偏移量，有些文件如管道，FIFO或socket，无法设置偏移量，可以使用如下函数测试是否可以设置偏移量，
如果返回-1，则表示不可以。
[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. off_t currpos;  
  2. currpos = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);  
off_t currpos;
currpos = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);

创建一个文件，往文件中写入10个字符，然后再使用lseek定位文件开始加上4个字节的偏移量，然后读取接下来的内容。
[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. #include <fcntl.h>   
  2. #include <stdio.h>   
  3.   
  4. int main(void){  
  5.         int fd,byteNum,result;  
  6.         char wbuf[10] = "123456789";  
  7.         char rbuf[10];  
  8.         if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){  
  9.                 perror("open");  
  10.                 return -1;  
  11.         }  
  12.   
  13.         if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){  
  14.                 perror("write");  
  15.                 return -1;  
  16.         }  
  17.   
  18.         if((result = lseek(fd, 4, SEEK_SET))<0){  
  19.                 perror("lseek");  
  20.                 return -1;  
  21.         }  
  22.   
  23.         if((byteNum = read(fd, rbuf, 10)) < 0){  
  24.                 perror("read");  
  25.                 return -1;  
  26.         }  
  27.   
  28.         printf("read content:%s\n",rbuf);  
  29.   
  30.         close(fd);  
  31.         return 0;  
  32. }  
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
int main(void){
int fd,byteNum,result;
char wbuf[10] = "123456789";
char rbuf[10];
if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){
perror("open");
return -1;
}
if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){
perror("write");
return -1;
}
if((result = lseek(fd, 4, SEEK_SET))<0){
perror("lseek");
return -1;
}
if((byteNum = read(fd, rbuf, 10)) < 0){
perror("read");
return -1;
}
printf("read content:%s\n",rbuf);
close(fd);
return 0;
}
运行结果：
read content:56789

如果将偏移量设置为文件开始加上一个负数，调用lseek就会出错。
[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. #include <fcntl.h>   
  2. #include <stdio.h>   
  3.   
  4. int main(void){  
  5.         int fd,byteNum,result;  
  6.         char wbuf[10] = "123456789";  
  7.         char rbuf[10];  
  8.         if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){  
  9.                 perror("open");  
  10.                 return -1;  
  11.         }  
  12.   
  13.         if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){  
  14.                 perror("write");  
  15.                 return -1;  
  16.         }  
  17.   
  18.         if((result = lseek(fd, -1, SEEK_SET))<0){  
  19.                 perror("lseek");  
  20.                 return -1;  
  21.         }  
  22.   
  23.         if((byteNum = read(fd, rbuf, 10)) < 0){  
  24.                 perror("read");  
  25.                 return -1;  
  26.         }  
  27.   
  28.         printf("read content:%s\n",rbuf);  
  29.   
  30.         close(fd);  
  31.         return 0;  
  32. }  
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
int main(void){
int fd,byteNum,result;
char wbuf[10] = "123456789";
char rbuf[10];
if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){
perror("open");
return -1;
}
if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){
perror("write");
return -1;
}
if((result = lseek(fd, -1, SEEK_SET))<0){
perror("lseek");
return -1;
}
if((byteNum = read(fd, rbuf, 10)) < 0){
perror("read");
return -1;
}
printf("read content:%s\n",rbuf);
close(fd);
return 0;
}
运行结果：
lseek: Invalid argument

是不是offset就一定不能为负数呢，不一定，只要最终的偏移量不小于0就可以了，看下面的例子。
[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. #include <fcntl.h>   
  2. #include <stdio.h>   
  3.   
  4. int main(void){  
  5.         int fd,byteNum,result;  
  6.         char wbuf[10] = "123456789";  
  7.         char rbuf[10];  
  8.         if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){  
  9.                 perror("open");  
  10.                 return -1;  
  11.         }  
  12.   
  13.         if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){  
  14.                 perror("write");  
  15.                 return -1;  
  16.         }  
  17.   
  18.         if((result = lseek(fd, -4, SEEK_CUR))<0){  
  19.                 perror("lseek");  
  20.                 return -1;  
  21.         }  
  22.   
  23.         if((byteNum = read(fd, rbuf, 10)) < 0){  
  24.                 perror("read");  
  25.                 return -1;  
  26.         }  
  27.   
  28.         printf("read content:%s\n",rbuf);  
  29.   
  30.         close(fd);  
  31.         return 0;  
  32. }  
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
int main(void){
int fd,byteNum,result;
char wbuf[10] = "123456789";
char rbuf[10];
if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR))<0){
perror("open");
return -1;
}
if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){
perror("write");
return -1;
}
if((result = lseek(fd, -4, SEEK_CUR))<0){
perror("lseek");
return -1;
}
if((byteNum = read(fd, rbuf, 10)) < 0){
perror("read");
return -1;
}
printf("read content:%s\n",rbuf);
close(fd);
return 0;
}
运行结果：
read content:789

如果文件偏移量大于文件长度再写入数据，那么生成的文件就会出现空洞。先往文件写入10个字符，再跳过40960个字符，再写入10个字符。
[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. #include <fcntl.h>   
  2. #include <stdio.h>   
  3.   
  4. int main(void){  
  5.         int fd,byteNum,result;  
  6.         char wbuf[10] = "123456789";  
  7.         char rbuf[10];  
  8.         if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR))<0){  
  9.                 perror("open");  
  10.                 return -1;  
  11.         }  
  12.   
  13.         if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){  
  14.                 perror("write");  
  15.                 return -1;  
  16.         }  
  17.   
  18.         if((result = lseek(fd, 40960, SEEK_END))<0){  
  19.                 perror("lseek");  
  20.                 return -1;  
  21.         }  
  22.   
  23.         if((byteNum = write(fd, wbuf, 10)) < 0){  
  24.                 perror("write");  
  25.                 return -1;  
  26.         }  
  27.   
  28.         close(fd);  
  29.         return 0;  
  30. }  
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
int main(void){
int fd,byteNum,result;
char wbuf[10] = "123456789";
char rbuf[10];
if((fd = open("./a.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, S_IRUSR|S_IWUSR))<0){
perror("open");
return -1;
}
if((byteNum = write(fd, wbuf, 10))<0){
perror("write");
return -1;
}
if((result = lseek(fd, 40960, SEEK_END))<0){
perror("lseek");
return -1;
}
if((byteNum = write(fd, wbuf, 10)) < 0){
perror("write");
return -1;
}
close(fd);
return 0;
}
运行结果：
-rw------- 1 root root 40980 2013-09-09 15:03 a.txt
使用od命令查看文件内容：
root@virtual-machine:~# od -c a.txt
0000000   1   2   3   4   5   6   7   8   9  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0
0000020  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0
*
0120000  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0  \0   1   2   3   4   5   6
0120020   7   8   9  \0
0120024
空洞的内容全部置为0

查看下文件占用的磁盘大小：
8 -rw------- 1 root root 40980 2013-09-09 15:41 a.txt
文件虽然有40980个字节，只占用了8个block，即8K（这边的block不是文件系统的block，而是kernel block，linux中，
kernel block大小为1K），如果是没有空洞的文件，则占用磁盘大小应该是44K。可见，虽然有空洞，但是实际存储时没
有占用文件大小的磁盘空间。

如果文件以O_APPEND方式打开，但是在写入前lseek到文件的某一个位置，结果会怎样？
[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. #include <stdio.h>   
  2. #include <fcntl.h>   
  3.   
  4. int main(void){  
  5.         int fd,result;  
  6.         char wbuf[5] = "1234";  
  7.         if((fd=open("a.txt",O_WRONLY|O_APPEND))<0){  
  8.                 perror("open");  
  9.                 return -1;  
  10.         }  
  11.   
  12.         if((result = lseek(fd, 2, SEEK_SET)) < 0){  
  13.                 perror("lseek");  
  14.                 return -1;  
  15.         }  
  16.   
  17.         if((result = write(fd, wbuf, 4))<0){  
  18.                 perror("write");  
  19.                 return -1;  
  20.         }  
  21.   
  22.         close(fd);  
  23.         return 0;  
  24. }  
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
int main(void){
int fd,result;
char wbuf[5] = "1234";
if((fd=open("a.txt",O_WRONLY|O_APPEND))<0){
perror("open");
return -1;
}
if((result = lseek(fd, 2, SEEK_SET)) < 0){
perror("lseek");
return -1;
}
if((result = write(fd, wbuf, 4))<0){
perror("write");
return -1;
}
close(fd);
return 0;
}
程序执行前a.txt为：123456789
程序执行后a.txt为：
123456789
1234
因为设置为O_APPEND后，内核每次对这种文件写之前，进程当前的偏移量都会设置到文件的末尾。而且lseek和write
合起来是一个原子操作。

在使用lseek函数的时候发现一个问题，如果调用如下：lseek(fd, -2, SEEK_END)，则还是在文件的末尾写入，不知道
为什么。
[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. #include <stdio.h>   
  2. #include <fcntl.h>   
  3.   
  4. int main(void){  
  5.         int fd,result;  
  6.         char wbuf[5] = "1234";  
  7.         if((fd=open("a.txt",O_WRONLY|O_APPEND))<0){  
  8.                 perror("open");  
  9.                 return -1;  
  10.         }  
  11.   
  12.         if((result = lseek(fd, -2, SEEK_END)) < 0){  
  13.                 perror("lseek");  
  14.                 return -1;  
  15.         }  
  16.   
  17.         if((result = write(fd, wbuf, 4))<0){  
  18.                 perror("write");  
  19.                 return -1;  
  20.         }  
  21.   
  22.         close(fd);  
  23.         return 0;  
  24. }  
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
int main(void){
int fd,result;
char wbuf[5] = "1234";
if((fd=open("a.txt",O_WRONLY|O_APPEND))<0){
perror("open");
return -1;
}
if((result = lseek(fd, -2, SEEK_END)) < 0){
perror("lseek");
return -1;
}
if((result = write(fd, wbuf, 4))<0){
perror("write");
return -1;
}
close(fd);
return 0;
}
运行结果：
yan@yan-vm:~/ctest$ od -c a.txt
0000000   1   2   3  \n
0000004
yan@yan-vm:~/ctest$ ./a.out
yan@yan-vm:~/ctest$ od -c a.txt
0000000   1   2   3  \n   1   2   3   4
0000010

这篇关于《UNIX环境高级编程》笔记--read函数，write函数，lseek函数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/731344。

相关文章

hdu1171（母函数或多重背包）

hdu1171（母函数或多重背包）

题意：把物品分成两份，使得价值最接近 可以用背包，或者是母函数来解，母函数（1 + x^v+x^2v+.....+x^num*v）（1 + x^v+x^2v+.....+x^num*v）（1 + x^v+x^2v+.....+x^num*v） 其中指数为价值，每一项的数目为（该物品数+1）个 代码如下： #include<iostream>#include<algorithm>
阅读更多...
阿里开源语音识别SenseVoiceWindows环境部署

阿里开源语音识别SenseVoiceWindows环境部署

SenseVoice介绍 SenseVoice 专注于高精度多语言语音识别、情感辨识和音频事件检测多语言识别： 采用超过 40 万小时数据训练，支持超过 50 种语言，识别效果上优于 Whisper 模型。富文本识别：具备优秀的情感识别，能够在测试数据上达到和超过目前最佳情感识别模型的效果。支持声音事件检测能力，支持音乐、掌声、笑声、哭声、咳嗽、喷嚏等多种常见人机交互事件进行检测。高效推
阅读更多...
Linux 网络编程 --- 应用层

Linux 网络编程 --- 应用层

一、自定义协议和序列化反序列化 代码： 序列化反序列化实现网络版本计算器 二、HTTP协议 1、谈两个简单的预备知识 https://www.baidu.com/ --- 域名 --- 域名解析 --- IP地址 http的端口号为80端口，https的端口号为443 url为统一资源定位符。CSDNhttps://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor
阅读更多...
【Python编程】Linux创建虚拟环境并配置与notebook相连接

【Python编程】Linux创建虚拟环境并配置与notebook相连接

1.创建 使用 venv 创建虚拟环境。例如，在当前目录下创建一个名为 myenv 的虚拟环境： python3 -m venv myenv 2.激活 激活虚拟环境使其成为当前终端会话的活动环境。运行： source myenv/bin/activate 3.与notebook连接 在虚拟环境中，使用 pip 安装 Jupyter 和 ipykernel： pip instal
阅读更多...
安装nodejs环境

安装nodejs环境

本文介绍了如何通过nvm(NodeVersionManager)安装和管理Node.js及npm的不同版本，包括下载安装脚本、检查版本并安装特定版本的方法。 1、安装nvm curl -o- https://raw.githubusercontent.com/nvm-sh/nvm/v0.39.0/install.sh | bash 2、查看nvm版本 nvm --version 3、安装
阅读更多...
【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch15 人工神经网络（1）sklearn

【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch15 人工神经网络（1）sklearn

系列文章目录 监督学习：参数方法 【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch4 线性回归 【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch5 逻辑回归 【课后题练习】 陈强-机器学习-Python-Ch5 逻辑回归（SAheart.csv） 【学习笔记】 陈强-机器学习-Python-Ch6 多项逻辑回归 【学习笔记 及 课后题练习】 陈强-机器学习-Python-Ch7 判别分析 【学
阅读更多...
【IPV6从入门到起飞】5-1 IPV6+Home Assistant(搭建基本环境)

【IPV6从入门到起飞】5-1 IPV6+Home Assistant(搭建基本环境)

【IPV6从入门到起飞】5-1 IPV6+Home Assistant #搭建基本环境 1 背景2 docker下载 hass3 创建容器4 浏览器访问 hass5 手机APP远程访问hass6 更多玩法 1 背景 既然电脑可以IPV6入站，手机流量可以访问IPV6网络的服务，为什么不在电脑搭建Home Assistant（hass），来控制你的设备呢？@智能家居 @万物互联
阅读更多...
系统架构师考试学习笔记第三篇——架构设计高级知识（20）通信系统架构设计理论与实践

系统架构师考试学习笔记第三篇——架构设计高级知识（20）通信系统架构设计理论与实践

本章知识考点：         第20课时主要学习通信系统架构设计的理论和工作中的实践。根据新版考试大纲,本课时知识点会涉及案例分析题(25分),而在历年考试中,案例题对该部分内容的考查并不多,虽在综合知识选择题目中经常考查,但分值也不高。本课时内容侧重于对知识点的记忆和理解,按照以往的出题规律,通信系统架构设计基础知识点多来源于教材内的基础网络设备、网络架构和教材外最新时事热点技术。本课时知识
阅读更多...
高并发环境中保持幂等性

高并发环境中保持幂等性

在高并发环境中保持幂等性是一项重要的挑战。幂等性指的是无论操作执行多少次，其效果都是相同的。确保操作的幂等性可以避免重复执行带来的副作用。以下是一些保持幂等性的常用方法： 唯一标识符： 请求唯一标识：在每次请求中引入唯一标识符（如 UUID 或者生成的唯一 ID），在处理请求时，系统可以检查这个标识符是否已经处理过，如果是，则忽略重复请求。幂等键（Idempotency Key）：客户端在每次
阅读更多...
pico2 开发环境搭建-基于ubuntu

pico2 开发环境搭建-基于ubuntu

pico2 开发环境搭建-基于ubuntu 安装编译工具链下载sdk 和example编译example 安装编译工具链 sudo apt install cmake gcc-arm-none-eabi libnewlib-arm-none-eabi libstdc++-arm-none-eabi-newlib 注意cmake的版本，需要在3.17 以上 下载sdk 和ex
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2