Linux C 文件操作

文件操作应该是Linux系统最常用的操作了，Linux把系统中的所有的设备都映射成了文件，所以操作设备，也就是在操作文件。

Linux上的文件操作个人理解可以分为两个部分，一个是C标准库的部分（stdio.c），还有一个就是Linux系统标准接口。

1.先来介绍标准库的部分吧，常用的函数就是打开文件fopen，写入文件fputc, fputs, fwrite，关闭文件fclose.

函数原型如下：

FILE * fopen( char *path, char * mode ) ; //mode分为r,w,a,分别对应读，写，和添加打开方式int fclose( FILE *stream );int fputc( int c, FILE *stream );int fputs( char *s, FILE *stream );size_t fwrite( void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream )//这个主要用来存储结构数组，ptr为结构数组头指针，size为结构大小，nmemb为数组大小

 2. 接下来是系统接口：

int open( char *path, int flag ) ;//返回文件标识来给read,write用int close( int fd );size_t read( int fd, void *buff, size_t count );size_t write( int fd, void *buff, size_t count ); 

文件接口其实并不复杂，除了这些，还涉及到磁盘缓存的概念，因为为了效率原因，并不是每次操作都需要真实的去写硬盘，c标准库提供了fflush和Linux接口提供了sync操作来强制系统进行磁盘操作。

 

对于标准库而言，因为是针对所有的系统的比如Linux，Windows等等，所以底层实现需要系统支持的，比如现在这个文件操作，实际最终也是调用系统接口的。

所以这两个部分可以理解成C标准库中的文件操作是用第二个系统标准接口实现的，其实我们也可以自己实现的。

用图来表示可以如下：

 

接下来对比一下两个库的效率。

以写入50000行日志为例：

#include <stdio.h>#include <time.h>#include <fcntl.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>int main_cstadard( int argc, char *argv[] ){  if ( argc != 3 )    {      printf( "usage:\ngenlog 100 log.txt\n" );      return 1;    }  long len = atoi( argv[1] );  FILE * fd = fopen( argv[2], "w+" );  if ( fd != NULL )    {      int i = 0;      char buff[30];      struct tm *gmTime;      time_t timeTPre = time( NULL );      for ( ; i < len; i++ ){  time_t timeT = time(NULL);  gmTime = gmtime( &timeT );  sprintf( buff, "%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d %d\n", gmTime->tm_year + 1900, gmTime->tm_mon + 1, gmTime->tm_mday, gmTime->tm_hour, gmTime->tm_min, gmTime->tm_sec, i );     fputs( buff, fd );};      fclose( fd );      printf( "Log %s is finished. \nCost time %d sec\n", argv[2], time(NULL) - timeTPre );    }}int main_linuxapi( int argc, char *argv[] ){  if ( argc != 3 )    {      printf( "usage:\ngenlog 100 log.txt\n" );      return 1;    }  long len = atoi( argv[1] );  int fd = open( argv[2], O_RDWR | O_TRUNC | O_CREAT );  if ( fd != -1 )    {      int i = 0;      char buff[30];      struct tm *gmTime;      time_t timeTPre = time( NULL );      for ( ; i < len; i++ ){  time_t timeT = time(NULL);      gmTime = gmtime( &timeT );      sprintf( buff, "%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d %d\n", gmTime->tm_year + 1900, gmTime->tm_mon + 1, gmTime->tm_mday, gmTime->tm_hour, gmTime->tm_min, gmTime->tm_sec, i );    write( fd, buff, strlen( buff ) );};      close( fd );      printf( "Log %s is finished. \nCost time %d sec\n", argv[2], time(NULL) - timeTPre );    }}

输出结果，标准库花了1秒，直接调用API花了16秒，这个应该就是C标准库缓冲区比较大，做了些优化，带来的好处。

[chenndao@localhost log]$ gcc -o genlogc genlog.c
[chenndao@localhost log]$ ./genlogc 50001 50001.txt
Log 50001.txt is finished. 
Cost time 1 sec

[chenndao@localhost log]$ ./genlog 50001 50000.txt
Log 50000.txt is finished. 
Cost time 15 sec