應(yīng)用程序開發(fā)方式

在Linux下開發(fā)應(yīng)用程序可以調(diào)用兩種接口來實現(xiàn)，一種是直接調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用接口，另一種是調(diào)用庫函數(shù)來實現(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、進程控制、系統(tǒng)控制、內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)管理、socket套接字、進程間通信、用戶管理等。

相對于普通的函數(shù)調(diào)用來說， 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庫函數(shù)

C標準庫頭文件如下：

Linux環(huán)境下， 使用的C庫一般都是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”， 實際上就是調(diào)用C庫中的函數(shù)。

因為C庫函數(shù)通過系統(tǒng)調(diào)用來實現(xiàn)，庫函數(shù)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(yīng)用程序結(jié)構(gòu)如下：

（圖片來源：野火Linux開發(fā)實戰(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，它對復(fù)雜的系統(tǒng)進行抽象化，對用戶提供了統(tǒng)一的文件操作接口。

1、文件操作：系統(tǒng)調(diào)用

（1）實操

代碼：

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/*文件操作：系統(tǒng)調(diào)用*/ #include #include #include #include #include intmain(void) { intfd;/*文件描述符*/ charrd_buf[50]={0};/*讀數(shù)據(jù)buf*/ /*以讀寫的方式打開文件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("Openfileerror! "); return0; } /*往文件中寫數(shù)據(jù)*/ 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(shù)據(jù)并打印*/ read(fd,rd_buf,50); printf("Readdata:%s ",rd_buf); /*關(guān)閉文件*/ close(fd); return0; }

運行結(jié)果：

（2）接口說明

open函數(shù)：

? pathname：要打開或創(chuàng)建的文件名；

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

? mode：當(dāng) open 函數(shù)的 flag 值設(shè)置為 O_CREAT 時，必須使用 mode 參數(shù)來設(shè)置文件與用戶相關(guān)的權(quán)限。mode 可用的權(quán)限如下表所示，表中各個參數(shù)可使用” | “來組合。

read函數(shù)：

? fd：文件對應(yīng)的文件描述符 ；

? buf：指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針；

? count：讀取多少個字節(jié)的數(shù)據(jù)。

write函數(shù)：

? fd：文件對應(yīng)的文件描述符；

? buf：指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針；

? count：往文件中寫入多少個字節(jié)。

close函數(shù)：

關(guān)閉 fd 文件描述符對應(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(dāng)前位置為參考點的相對位置。

2、文件操作：C庫函數(shù)

（1）實操

代碼：

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/*文件操作：c庫函數(shù)*/ #include #include intmain(void) { FILE*fp;/*文件描述符*/ charrd_buf[50]={0};/*讀數(shù)據(jù)buf*/ /*以讀寫的方式打開文件demo1_test，若文件不存在則創(chuàng)建文件*/ fp=fopen("demo1_test","w+"); if(NULL==fp) { printf("Openfileerror! "); return0; } /*往文件中寫數(shù)據(jù)*/ fwrite("helloworld ",1,strlen("hellloworld "),fp); /*同步緩沖區(qū)：把緩沖區(qū)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)并打印*/ fread(rd_buf,50,1,fp); printf("Readdata:%s ",rd_buf); /*關(guān)閉文件*/ fclose(fp); return0; }

運行結(jié)果：

（2）接口說明

fopen函數(shù)：

? pathname 參數(shù)用于指定要打開或創(chuàng)建的文件名。

? mode 參數(shù)用于指定文件的打開方式，注意該參數(shù)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(nèi)容都把原內(nèi)容清空掉，文件指針位于文件的開頭。

?“w+”：同上，不過當(dāng)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(chuàng)建新文件。

?“a”：以追加內(nèi)容的方式打開，若文件不存在會創(chuàng)建新文件，文件指針位于文件的末尾。與” w+”的區(qū)別是它不會清空原文件的內(nèi)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(dāng)它的值不為 NULL 時表示正常，后續(xù)的 fread、 fwrite等函數(shù)可通過文件流訪問對應(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(shù)據(jù)，每項的大小為 size，讀取到的數(shù)據(jù)會被存儲在 ptr 指向的數(shù)組中。fread 的返回值為成功讀取的項數(shù)（項的單位為 size）。

fwrite 函數(shù)：

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

fclose 函數(shù)：

fclose 庫函數(shù)用于關(guān)閉指定的文件流，關(guān)閉時它會把尚未寫到文件的內(nèi)容都寫出。因為標準庫會對數(shù)據(jù)進行緩沖，所以需要使用 fclose 來確保數(shù)據(jù)被寫出。

fflush 函數(shù)：

fflush 函數(shù)用于把尚未寫到文件的內(nèi)容立即寫出。常用于確保前面操作的數(shù)據(jù)被寫入到磁盤上。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(dāng)前位置為參考點的相對位置。