Linux下應(yīng)用開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)
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應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)方式
在Linux下開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序可以調(diào)用兩種接口來(lái)實(shí)現(xiàn)，一種是直接調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用接口，另一種是調(diào)用庫(kù)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
1、什么是系統(tǒng)調(diào)用？
系統(tǒng)調(diào)用（System Call）是操作系統(tǒng)提供的服務(wù)，是應(yīng)用程序與內(nèi)核通信的接口。
Linux提供的系統(tǒng)調(diào)用包含的內(nèi)容有：文件操作、進(jìn)程控制、系統(tǒng)控制、內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)管理、socket套接字、進(jìn)程間通信、用戶(hù)管理等。
相對(duì)于普通的函數(shù)調(diào)用來(lái)說(shuō)， 系統(tǒng)調(diào)用的性能消耗也是巨大的。所以在追求極致性能的程序中， 都在盡力避免系統(tǒng)調(diào)用。
2、C庫(kù)函數(shù)
C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)頭文件如下：
Linux環(huán)境下， 使用的C庫(kù)一般都是glibc， 它封裝了幾乎所有的系統(tǒng)調(diào)用， 代碼中使用的“系統(tǒng)調(diào)用”， 實(shí)際上就是調(diào)用C庫(kù)中的函數(shù)。
因?yàn)镃庫(kù)函數(shù)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，庫(kù)函數(shù)對(duì)上層提供了C庫(kù)接口。比如文件操作：
實(shí)例：文件操作
Linux下文件操作應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)如下：
（圖片來(lái)源：野火Linux開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南）
Linux下，“一切皆文件”。為了使不同的文件系統(tǒng)共存， Linux 內(nèi)核在用戶(hù)層與具體文件系統(tǒng)之前增加了虛擬文件系統(tǒng)（VFS）中間層，它對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行抽象化，對(duì)用戶(hù)提供了統(tǒng)一的文件操作接口。
1、文件操作：系統(tǒng)調(diào)用
（1）實(shí)操
代碼：
左右滑動(dòng)查看全部代碼>>>
/* 文件操作：系統(tǒng)調(diào)用 */
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
int fd; /* 文件描述符 */
char rd_buf[50] = {0}; /* 讀數(shù)據(jù)buf */
/* 以讀寫(xiě)的方式打開(kāi)文件demo0_test，若文件不存在則創(chuàng)建文件 */
fd = open("demo0_test", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, S_IRWXU);
if (NULL == fd)
{
printf("Open file error!\n");
return 0;
}
/* 往文件中寫(xiě)數(shù)據(jù) */
write(fd, "helllo world\n", strlen("helllo world\n"));
/* 移動(dòng)文件指針至文件開(kāi)頭 */
lseek(fd, 0, SEEK_SET);
/* 讀出文件數(shù)據(jù)并打印 */
read(fd, rd_buf, 50);
printf("Read data: %s\n", rd_buf);
/* 關(guān)閉文件 */
close(fd);
return 0;
}
運(yùn)行結(jié)果：
（2）接口說(shuō)明
open函數(shù)：
? pathname：要打開(kāi)或創(chuàng)建的文件名；
? flag：指定文件的打開(kāi)方式，具體有以下參數(shù)，見(jiàn)下表 flag 參數(shù)值。
? mode：當(dāng) open 函數(shù)的 flag 值設(shè)置為 O_CREAT 時(shí)，必須使用 mode 參數(shù)來(lái)設(shè)置文件與用戶(hù)相關(guān)的 權(quán)限。mode 可用的權(quán)限如下表所示，表中各個(gè)參數(shù)可使用” | “來(lái)組合。
read函數(shù)：
? fd：文件對(duì)應(yīng)的文件描述符 ；
? buf：指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針；
? count：讀取多少個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。
write函數(shù)：
? fd：文件對(duì)應(yīng)的文件描述符；
? buf：指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針；
? count：往文件中寫(xiě)入多少個(gè)字節(jié)。
close函數(shù)：
關(guān)閉 fd 文件描述符對(duì)應(yīng)的文件。
lseek 函數(shù)：
lseek 函數(shù)可以用與設(shè)置文件指針的位置，并返回文件指針相對(duì)于文件頭的位置。其中的 offset 參數(shù)用于指定位置， whence 參數(shù)則定義了 offset 的意義， whence 的可取值如下：
? SEEK_SET：offset 是一個(gè)絕對(duì)位置。
? SEEK_END：offset 是以文件尾為參考點(diǎn)的相對(duì)位置。
? SEEK_CUR：offset 是以當(dāng)前位置為參考點(diǎn)的相對(duì)位置。
2、文件操作：C庫(kù)函數(shù)
（1）實(shí)操
代碼：
左右滑動(dòng)查看全部代碼>>>
/* 文件操作：c庫(kù)函數(shù) */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE *fp; /* 文件描述符 */
char rd_buf[50] = {0}; /* 讀數(shù)據(jù)buf */
/* 以讀寫(xiě)的方式打開(kāi)文件demo1_test，若文件不存在則創(chuàng)建文件 */
fp = fopen("demo1_test", "w+");
if (NULL == fp)
{
printf("Open file error!\n");
return 0;
}
/* 往文件中寫(xiě)數(shù)據(jù) */
fwrite("hello world\n", 1, strlen("helllo world\n"), fp);
/* 同步緩沖區(qū)：把緩沖區(qū)數(shù)據(jù)立即寫(xiě)入文件 */
fflush(fp);
/* 移動(dòng)文件指針至文件開(kāi)頭 */
fseek(fp, 0, SEEK_SET);
/* 讀出文件數(shù)據(jù)并打印 */
fread(rd_buf, 50, 1, fp);
printf("Read data: %s\n", rd_buf);
/* 關(guān)閉文件 */
fclose(fp);
return 0;
}
運(yùn)行結(jié)果：
（2）接口說(shuō)明
fopen函數(shù)：
? pathname 參數(shù)用于指定要打開(kāi)或創(chuàng)建的文件名。
? mode 參數(shù)用于指定文件的打開(kāi)方式，注意該參數(shù)是一個(gè)字符串，輸入時(shí)需要帶雙引號(hào)：
?“r”：以只讀方式打開(kāi)，文件指針位于文件的開(kāi)頭。
?“r+”：以讀和寫(xiě)的方式打開(kāi)，文件指針位于文件的開(kāi)頭。
?“w”：以寫(xiě)的方式打開(kāi)，不管原文件是否有內(nèi)容都把原內(nèi)容清空掉，文件指針位于文件的開(kāi)頭。
?“w+”：同上，不過(guò)當(dāng)文件不存在時(shí)，前面的” w”模式會(huì)返回錯(cuò)誤，而此處的” w+”則會(huì)創(chuàng)建新文件。
?“a”：以追加內(nèi)容的方式打開(kāi)，若文件不存在會(huì)創(chuàng)建新文件，文件指針位于文件的末尾。與” w+”的區(qū)別是它不會(huì)清空原文件的內(nèi)容而是追加。
?“a+”：以讀和追加的方式打開(kāi)，其它同上。
? fopen 的返回值是 FILE 類(lèi)型的文件文件流，當(dāng)它的值不為 NULL 時(shí)表示正常，后續(xù)的 fread、 fwrite等函數(shù)可通過(guò)文件流訪(fǎng)問(wèn)對(duì)應(yīng)的文件。
fopen 的 mode 與 open 的 flags 參數(shù)關(guān)系：
fread 函數(shù)：
stream 是使用 fopen 打開(kāi)的文件流， fread 通過(guò)它指定要訪(fǎng)問(wèn)的文件，它從該文件中讀取 nmemb 項(xiàng)數(shù)據(jù)，每 項(xiàng)的大小為 size，讀取到的數(shù)據(jù)會(huì)被存儲(chǔ)在 ptr 指向的數(shù)組中。fread 的返回值為成功讀取的項(xiàng)數(shù)（項(xiàng)的單位 為 size）。
fwrite 函數(shù)：
它的操作與 fread 相反，把 ptr 數(shù)組中的內(nèi)容寫(xiě)入到 stream 文件流，寫(xiě)入的項(xiàng)數(shù)為 nmemb，每項(xiàng)大小為size，返回值為成功寫(xiě)入的項(xiàng)數(shù)（項(xiàng)的單位為 size）。
fclose 函數(shù)：
fclose 庫(kù)函數(shù)用于關(guān)閉指定的文件流，關(guān)閉時(shí)它會(huì)把尚未寫(xiě)到文件的內(nèi)容都寫(xiě)出。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)庫(kù)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖，所以需要使用 fclose 來(lái)確保數(shù)據(jù)被寫(xiě)出。
fflush 函數(shù)：
fflush 函數(shù)用于把尚未寫(xiě)到文件的內(nèi)容立即寫(xiě)出。常用于確保前面操作的數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到磁盤(pán)上。fclose 函數(shù)本 身也包含了 fflush 的操作。
fseek 函數(shù)：
其中的 offset 參數(shù)用于指定位置， whence 參數(shù)則定義了 offset 的意義， whence 的可取值如下：
? SEEK_SET：offset 是一個(gè)絕對(duì)位置。
? SEEK_END：offset 是以文件尾為參考點(diǎn)的相對(duì)位置。
? SEEK_CUR：offset 是以當(dāng)前位置為參考點(diǎn)的相對(duì)位置。
相關(guān)參考書(shū)籍：
《Linux環(huán)境編程：從應(yīng)用到內(nèi)核》
《野火Linux開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南》
《嵌入式Linux上的C語(yǔ)言編程實(shí)踐》
以上就是本次的分享，如有錯(cuò)誤，歡迎指出！謝謝
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