應用程序開發方式

在Linux下開發應用程序可以調用兩種接口來實現，一種是直接調用系統調用接口，另一種是調用庫函數來實現。

1、什么是系統調用？

系統調用（System Call）是操作系統提供的服務，是應用程序與內核通信的接口。

Linux提供的系統調用包含的內容有：文件操作、進程控制、系統控制、內存管理、網絡管理、socket套接字、進程間通信、用戶管理等。

相對于普通的函數調用來說， 系統調用的性能消耗也是巨大的。所以在追求極致性能的程序中， 都在盡力避免系統調用。

2、C庫函數

C標準庫頭文件如下：

Linux環境下， 使用的C庫一般都是glibc， 它封裝了幾乎所有的系統調用， 代碼中使用的“系統調用”， 實際上就是調用C庫中的函數。

因為C庫函數通過系統調用來實現，庫函數對上層提供了C庫接口。比如文件操作：

實例：文件操作

Linux下文件操作應用程序結構如下：

（圖片來源：野火Linux開發實戰指南）

Linux下，“一切皆文件”。為了使不同的文件系統共存， Linux 內核在用戶層與具體文件系統之前增加了虛擬文件系統（VFS）中間層，它對復雜的系統進行抽象化，對用戶提供了統一的文件操作接口。

1、文件操作：系統調用

（1）實操

代碼：

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/*文件操作：系統調用*/ #include #include #include #include #include intmain(void) { intfd;/*文件描述符*/ charrd_buf[50]={0};/*讀數據buf*/ /*以讀寫的方式打開文件demo0_test，若文件不存在則創建文件*/ fd=open("demo0_test",O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,S_IRWXU); if(NULL==fd) { printf("Openfileerror! "); return0; } /*往文件中寫數據*/ write(fd,"hellloworld ",strlen("hellloworld ")); /*移動文件指針至文件開頭*/ lseek(fd,0,SEEK_SET); /*讀出文件數據并打印*/ read(fd,rd_buf,50); printf("Readdata:%s ",rd_buf); /*關閉文件*/ close(fd); return0; }

運行結果：

（2）接口說明

open函數：

? pathname：要打開或創建的文件名；

? flag：指定文件的打開方式，具體有以下參數，見下表 flag 參數值。

? mode：當 open 函數的 flag 值設置為 O_CREAT 時，必須使用 mode 參數來設置文件與用戶相關的權限。mode 可用的權限如下表所示，表中各個參數可使用” | “來組合。

read函數：

? fd：文件對應的文件描述符 ；

? buf：指向數據緩沖區的指針；

? count：讀取多少個字節的數據。

write函數：

? fd：文件對應的文件描述符；

? buf：指向數據緩沖區的指針；

? count：往文件中寫入多少個字節。

close函數：

關閉 fd 文件描述符對應的文件。

lseek 函數：

lseek 函數可以用與設置文件指針的位置，并返回文件指針相對于文件頭的位置。其中的 offset 參數用于指定位置， whence 參數則定義了 offset 的意義， whence 的可取值如下：

? SEEK_SET：offset 是一個絕對位置。

? SEEK_END：offset 是以文件尾為參考點的相對位置。

? SEEK_CUR：offset 是以當前位置為參考點的相對位置。

2、文件操作：C庫函數

（1）實操

代碼：

左右滑動查看全部代碼>>>

/*文件操作：c庫函數*/ #include #include intmain(void) { FILE*fp;/*文件描述符*/ charrd_buf[50]={0};/*讀數據buf*/ /*以讀寫的方式打開文件demo1_test，若文件不存在則創建文件*/ fp=fopen("demo1_test","w+"); if(NULL==fp) { printf("Openfileerror! "); return0; } /*往文件中寫數據*/ fwrite("helloworld ",1,strlen("hellloworld "),fp); /*同步緩沖區：把緩沖區數據立即寫入文件*/ fflush(fp); /*移動文件指針至文件開頭*/ fseek(fp,0,SEEK_SET); /*讀出文件數據并打印*/ fread(rd_buf,50,1,fp); printf("Readdata:%s ",rd_buf); /*關閉文件*/ fclose(fp); return0; }

運行結果：

（2）接口說明

fopen函數：

? pathname 參數用于指定要打開或創建的文件名。

? mode 參數用于指定文件的打開方式，注意該參數是一個字符串，輸入時需要帶雙引號：

?“r”：以只讀方式打開，文件指針位于文件的開頭。

?“r+”：以讀和寫的方式打開，文件指針位于文件的開頭。

?“w”：以寫的方式打開，不管原文件是否有內容都把原內容清空掉，文件指針位于文件的開頭。

?“w+”：同上，不過當文件不存在時，前面的” w”模式會返回錯誤，而此處的” w+”則會創建新文件。

?“a”：以追加內容的方式打開，若文件不存在會創建新文件，文件指針位于文件的末尾。與” w+”的區別是它不會清空原文件的內容而是追加。

?“a+”：以讀和追加的方式打開，其它同上。

? fopen 的返回值是 FILE 類型的文件文件流，當它的值不為 NULL 時表示正常，后續的 fread、 fwrite等函數可通過文件流訪問對應的文件。

fopen 的 mode 與 open 的 flags 參數關系：

fread 函數：

stream 是使用 fopen 打開的文件流， fread 通過它指定要訪問的文件，它從該文件中讀取 nmemb 項數據，每項的大小為 size，讀取到的數據會被存儲在 ptr 指向的數組中。fread 的返回值為成功讀取的項數（項的單位為 size）。

fwrite 函數：

它的操作與 fread 相反，把 ptr 數組中的內容寫入到 stream 文件流，寫入的項數為 nmemb，每項大小為size，返回值為成功寫入的項數（項的單位為 size）。

fclose 函數：

fclose 庫函數用于關閉指定的文件流，關閉時它會把尚未寫到文件的內容都寫出。因為標準庫會對數據進行緩沖，所以需要使用 fclose 來確保數據被寫出。

fflush 函數：

fflush 函數用于把尚未寫到文件的內容立即寫出。常用于確保前面操作的數據被寫入到磁盤上。fclose 函數本身也包含了 fflush 的操作。

fseek 函數：

其中的 offset 參數用于指定位置， whence 參數則定義了 offset 的意義， whence 的可取值如下：

? SEEK_SET：offset 是一個絕對位置。

? SEEK_END：offset 是以文件尾為參考點的相對位置。

? SEEK_CUR：offset 是以當前位置為參考點的相對位置。