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答案是当然会占据磁盘空间了#xff0c;因为文件是空的#xff0c;仅仅指的是它的内容是空的#xff0c;但是该文件要有对应的文件名#xff0c;…1.文件理解预备知识
首先当我们在磁盘创建一个空文件时这个文件会不会占据磁盘空间呢
答案是当然会占据磁盘空间了因为文件是空的仅仅指的是它的内容是空的但是该文件要有对应的文件名文件的大小文件的创建时间文件的权限等等这些叫做文件的属性是一个往往被人们所忽略的非常关键的一个点所以我们都说文件内容属性。
1.所有对文件的操作无非就两种操作a.对内容做操作 b.对属性做操作
2.文件内容是数据文件属性也是数据 ---- 所以说存储文件既是存储内容数据也是存储属性数据 ----- 默认就是在磁盘上的文件。
3.我们要访问一个文件的时候都是要先把这个文件先打开。
这里所说的我们指的是谁呢是指我们用户吗
我们平常在写我们的c语言代码来对文件进行操作的时候并不是写好了这个文件就会通过fopen函数直接打开了而是要通过将代码运行起来编译形成可执行程序将其加载到内存中然后变成进程进而来打开文件并对文件进行操作的所以说这里的我们指的是进程而并不是指的我们用户。
我们下面再来谈谈文件打开前与文件打开后的状态。
文件打开前普通的磁盘文件 文件打开后将文件加载到内存。我们上面说文件是存储在磁盘上的既然要将文件加载到内存根据冯诺依曼体系结构那么就必然要涉及到访问磁盘设备而访问磁盘设备只有操作系统有资格来访问所以这一步必定是操作系统来做。
4.一个进程可以打开多个文件吗多个进程可以打开多个文件吗
加载到内存中被打开的文件可能会存在多个。进程打开的文件 1n
所以根据2、3、4这几点我们可以知道操作系统在运行中可能会打开很多个文件那么操作系统就需要对这些文件进行管理。那么如何管理呢先描述在组织。
一个文件要被打开一定要先在内核中形成被打开的文件对象说白了就是在c语言上我们需要用struct结构体来对文件进行描述然后用链表链接起来所以对文件的管理就转化成了对链表的增删查改。 其实说的更准确一点就是一个进程是通过操作系统来打开文件的而操作系统不相信任何人所以操作系统一定要给我们提供系统调用接口。
5.文件按照是否被打开分为 被打开的文件和没有被打开的文件
其中被打开的文件是存在于内存中的而没有被打开的文件存在于磁盘中。
6.研究本次文件操作的本质进程与被打开文件的关系 2.复习常见C语言的文件接口
我们先来看看c语言对文件操作的一些接口
打开文件接口 写入文件接口 关闭文件接口 利用这些接口我们用以下代码进行测试 运行结果 然后我们把代码修改成如下方式来进行测试 运行结果 发现我们之前写入到log.txt的内容不见了只剩下了刚刚新写入的内容。
而我们打开文件有以下几种方式来进行打开 我们刚刚是以w的方式打开文件的也就是写的方式这种方式打开文件如果文件不存在就会创建一个新的文件如果需要打开的文件存在就会先清空文件中的内容然后再打开文件进行写入。
用重定向的方式来写就是 下面我们以a方式进行打开文件测试 运行结果 发现追加在了后面这种a方式打开文件也是写入只不过不会清空文件而是在文件结尾处进行写入也就是追加不会清空文件内容。
同时也可以用重定向的方式对文件内容进行追加 还有一种方式是以读的方式打开文件也就是r方式。
3.认识系统调用接口操作文件
我们学习的c语言打开文件的接口底层一定封装了系统调用接口
下面我们看一下打开文件的系统调用接口的手册 这里的open接口有两个参数的接口也有三个接口的参数我们下面会来进行介绍而这个open还有一个int类型的返回值这个返回值叫做文件描述符fd.
我们先来对open接口的第二个参数来进行理解 这里的flags我们称之为标志位是一个int类型的整数它里面有32个bit位所以理论上我们可以用这32个bit位为0为1进行分别传参如果要传一个标志位那我们就可以用第一个比特位来表示如果要传两个标志位那么我们就可以用第一第二个比特位来表示三个标志位就用三个十个就用是个bit位来传。所以这个参数可以同时传递多个标志位的而我们的标志位有O_RDONLY(只读标志位),O_WRONLY(只写标志位)O_RDWR(读写标志位)等等。这些大写的标志位都是用宏来定义的。 下面我们写一段测试代码来进行理解 然后运行 所以我们可以通过宏的方式为接口传递多个标志位。
下面我们再对open接口进行测试 我们先把之前创建的文件都删除了然后重新执行这段代码 我们发现确实形成了一个log.txt的文件可是为什么是红色的呢同时它的权限也很奇怪当我们创建文件的时候必定是要经过linux权限创建的但是我们刚刚创建该文件的时候并没有指明该文件的权限所以log.txt这个临时文件的权限是一个乱码式的权限。
如果我们用open接口来打开文件如果文件不存在那就需要在使用open接口的时候给文件传递一个权限参数 也就是调用这个接口 我们先把之前的log.txt这个临时文件删除了然后重新执行上述代码 我们发现权限跟我们传进去的并不一致我们设置的是0666,应该是显示-rw-rw-rw-的可是发现最后一个权限w不见了。原因就在于我们创建一个文件时在我们系统中有一个默认的权限掩码umask: 默认是0002但是如果我们就是想要设置为0666呢
那么我们就可以通过修改umask权限掩码为0即可 然后运行之后 发现权限变回了0666.但是一般我们都不会去修改系统的umask.
下面我们对文件进行操作
先看一个写文件的系统调用接口write 使用该write接口其中fd是文件描述符buf是字符串首地址count是需要写入的大小。 运行之后 下面我们再修改代码 把写入的内容修改一次 发现在open接口中以只写的方式打开文件如果文件不存在会创建文件如果文件存在不会清空文件而是从文件的开始对文件内容进行覆盖式的写入如果我们想像c语言那个接口那样先清空文件内容再写入该怎么写呢其实很简单只需要在标志位上再加上一个O_TRUNC这个宏即可下面把代码进行修改 运行结果 c语言中还有一种追加的方式打开文件在系统调用接口open需要传参O_APPEND标志位即可即把代码改成 运行结果 我们发现文件内容是追加上去的。 4.尝试着理解文件打通语言与系统关于文件部分的理解
所以我们通过上述的说明可以知道如下结论 除了了解了这些open系统调用参数想必大家也一定对我们的open的返回值fd比较好奇是什么吧下面我们就对这个fd进行测试 一个进程可以打开多个文件
运行之后 文件描述符分别是3456同时四个文件也创建出来了。
我们发现这是一个连续的小整数逐渐递增的我们平时遇到这种都是以数组下标最为常见而且我们也发现怎么没有012呢 理解文件在操作系统中的表现 那么012去哪了呢
我们看一下linux内核中源代码进程结构体中的files_struct* 以上都是内核源代码中跟文件有关的结构体。 进程在运行的时候默认打开标准输入流标准输出流标准错误流三个文件他们对应的文件描述符分别是012 。
通过上述的说明我们知道操作系统访问文件只认文件描述符 那么我们前面谈到的c语言库函数中的FILE是什么东西呢是一个C语言提供的结构体类型既然是结构体那么这个结构体里面必定封装了文件描述符如何证明呢 运行结果 所以我们初步得出了一个结论不仅仅是fopen底层封装了open系统调用接口文件的结构体类型也进行了封装。所以操作系统只认fd.
1.操作系统为什么要把012 stdin,stdout,stderr打开呢
就是为了让程序员默认进行输入输出代码编写
2.stderr是什么呢
3.如何理解一切皆文件
我们的设备像显示器键盘网卡声卡扬声器等等这些都是可以输入输出的我们用另一种说法就是读和写如果没有读那么读就为空如果没有写那么写就为空所以我们都可以把这些设备都看成有一个共同点那就是都有读写方法。 这种方式的实现其实就是我们c中面向对象的多态。
