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:

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:
/* 文件操作:系統調用 */
#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("Open file error!n");
return 0;
}
/* 往文件中寫數據 */
write(fd, "helllo worldn", strlen("helllo worldn"));
/* 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("Read data: %sn", rd_buf);
/* 關閉文件 */
close(fd);
return 0;
}
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:
/* 文件操作:c庫函數 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
?
int main(void)
{
FILE *fp; /* 文件描述符 */
char rd_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("Open file error!n");
return 0;
}
/* 往文件中寫數據 */
fwrite("hello worldn", 1, strlen("helllo worldn"), 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("Read data: %sn", rd_buf);
/* 關閉文件 */
fclose(fp);
return 0;
}
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。
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