APUE读书笔记

最近在看大神W.Richard Stevens的Advanced Programming in the UNIX® Environment，简称APUE。

以下是我写的读书笔记。

• File I/O

UNIX下一切皆文件，内核通过文件描述符来访问文件。
每个进程默认打开3个file descriptor: STDIN_FILENO, STDOUT_FILENO, STDERR_DILENO
每个进程都有一个entry in process table entry，每个entry可以看作是一个(python中的)字典，字典的key是文件描述符，value是一个Tuple，Tuple中的元素为（file descriptor flags, A pointer to a file table entry）

内核为所有打开的文件维护一个file table, 其中的每个entry包含：
(a) The file status flags for the file, such as read, write, append, sync, and
nonblocking;
(b) The current file offset
(c) A pointer to the v-node table entry for the file

Each open file (or device) has a v-node structure that contains information about the type of file and pointers to functions that operate on the file.

每个打开的文件（或设备）都有一个v-node的结构，其包含了文件的元信息。（Linux has no v-node.）

用图表示：

file_table.png

• 习题 3.6:

If you open a file for read–write with the append flag, can you still read from anywhere in the file using lseek? Can you use lseek to replace existing data in the file? Write a program to verify this.

答：可以。

举个例子：有如下两个程序。
3.6_1.c, 编译为w

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int fd, i;
    char buf[] = "123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    fd = open("a.txt", O_RDWR| O_CREAT | O_APPEND);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(1);
    }
    for (i=0; i<strlen(buf); i++) {
        write(fd, buf+i, 1);
        sleep(3);
    }
    return 0;
}

3.6_2.c, 编译为r

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define BUFSIZE 32

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int fd;
    fd = open("a.txt", O_WRONLY);
    char buf[BUFSIZE] = "0";
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(1);
    }

    lseek(fd, 0, SEEK_SET);
    
    write(fd, buf, 1);
    printf("The written char is %c\n", buf[0]);

    read(fd, buf, 1);
    printf("The read char is %c\n", buf[0]);
    return 0;
}

我们先运行w，(等几秒)然后再运行r。这里会生成a.txt文件，我们可以看看文件的内容：

0234567

程序3.6_2.clseek到文件开头处 并且替换了文件开头的1。
这说明不同进程间是可以共享文件的，如果有多个进程同时操作文件，可能会造成文件内容的损坏。