linux系统文件IO

本文重点说明下面内容：

• 什么是标准io，什么是文件io？
• 什么是direct io?
• o_sync标识有什么意义？
• 各个层面的缓存如何同步？

io路径上的各层buff

application buff
|
clib buff
|
page cache
|
disk cache

标准io

• 标准io操作的是流（file对象）
• 标准io可以设置缓存，这个缓存是用户态buffer，一般称为clib buff
  api

#include <stdio.h>

//打开流
file *fopen(const char *pathname, const char *type);

//关闭流
int fclose(file *fp);

// 刷新流
int fflush(file *fp);

// 一次读写一个字符
int fgetc(file *fp);
int fputc(file *fp);

// 一次读写一行
char* fgets(char* buf, int n, file* fp);
int fputs(const char *str, file* fp);

// 二进制读写
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nobj, file *fp);
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nobj, file *fp);

// 格式化输入输出
int fprintf(file *fp, const char* format, ...);
int fscanf(file *fp, const char *format, ...);

// 示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void){
    char buf[1024];

    while (fgets(buf, 1024, stdin) != null)
        if (fputs(buf, stdout) == eof)
            printf("output error");

    if (ferror(stdin))
        printf("input error");
    
    exit(0);
}

说明

• 调用fwrite, fputc, fputs系列函数后，数据被保存到clib buf中，依然处于用户态，如果此时应用进程crash掉，这些数据将丢失。
• 在调用fflush可将clib buf中的数据写入内核的page cache中。
• 调用fclose也会将clib buff中的数据刷新到内核，并且把clib buff中的输入数据丢弃。
  从这些标准io的api可看出，标准io比文件io要简洁很多，没有各种标识，没有sync, nonblock等。
  上列api具体使用细节可参考《unix环境高级编程》第5章。

文件io

文件io是直接操作linux系统调用，大部分的问题都是使用文件io带来的。

api