1 文件模型
1.1 文件描述符（file descriptor）
在unix及相关系统中，文件描述符（以下简称FD）是一个抽象的指针，指向某个特定的I/O资源（I/O资源指文件、网络读写、管道等），系统通过此FD进行I/O操作。FD是一个非负整数，在C语言使用一个int表示。
每个非守护进程在启动时，有三个默认FD是0(stdin)、1(stdout)、2(stderr)。
进程运行中，每开启一个文件，就从进程维护的FD表里找最小未被使用的数字，作为此文件的FD。
1.2 进程与文件描述符的关系
此处用linux实现来解释上图的unix三级模型：
- 进程表（proc_list）：unix系统实时维护了一张进程表（命名为proc_list对象），表中每一项元素表示了此进程的相关状态，用task_struct类型表达；
- 进程状态（task_struct）：进程状态中有一属性定义为
struct file * filp[NR_OPEN]，记录了此进程现在打开的全部FD的状态，此数据长度为NR_OPEN，是单个进程能维护的FD数量上限。通俗的表示即是：通过A进程状态表中的filp[3]，可访问到A进程打开的FD=3指向的文件状态。 - 文件表项（struct file）: 上图中的file table entry结构，表示进程维护的文件状态，包含有进程打开此文件的方式（file status flags，如可读、可写等）、当前读写文件的偏移量（current file offset）以及实际文件数据在内存中的指针地址（v-node pointer）
- 实际的文件数据，由系统在打开此文件后加载到内存中，即v-node，各unix-like系统有不同的实现方式，此处略过。
Q：同一进程内，可以打开不同的FD，指定同一个v-node文件吗？
A：当然可以，只是两个FD可能拥有不同的文件状态（打开方式、偏移量等）。
Q：一边对文件append写入，另一边读取可以读到吗？
A：可以，即使是跨进程也能这么做。
Q：两个进程，能指向同一个文件表项吗？
A：可以，通过fork子进程或dup FD，均能做到共享一个文件表项。即共享文件的打开方式与偏移量。
2 文件操作
2.1 主要的几个C函数
int open(const char *path, int oflag, ... /* mode_t mode */ );
int creat(const char *path, mode_t mode);
int close(int fd);
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes);
- open \ create函数打开\创建一个文件，并返回对应的FD，供后续执行close \ lseek \ read \ write等操作；
- lseek：可更改当前FD的文件状态的偏移量，whence可指定从哪个位置偏移（文件头、文件尾、当前位置）；
- close：关闭文件，文件表项引用数减1，降为0时真正关闭文件；
- read \ write：对指定文件，读写指定字节数；
2.2 原子操作
考虑到多个进程可能并发的读写同一文件，因此对文件保证原子操作是有必要的，例如：
1. lseek(fd, 0, FILE_END);
2. write(fd, buf, len(buf));
两个进程同时执行以上代码时，A进程将指针移到文件尾部（步骤1），B进程已经完成了步骤1与2，A进程再执行步骤2时会将B写入的数据覆盖，不符合B的原意。
读写效率
观察如下代码：
int main(void)
{
int n;
char buf[BUFFSIZE];
while ((n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFFSIZE)) > 0)
if (write(STDOUT_FILENO, buf, n) != n)
err_sys("write error");
if (n < 0)
err_sys("read error");
exit(0);
}
由于每次执行read \ write都会执行一次系统调用，也称为Unbuffered I\O函数，对于此类函数一次操作的字节数，会影响程序的运行效率。
那么此处的BUFFSIZE要如何指定，才能达到最佳效率呢？
- 图方便的话定为1024或4096，通常是最佳的。
- 使用stat函数查看此文件属性，使用stblksize字段作为一次读写的量，是系统推荐的最佳单次读写字节数。
四、权限
进程权限：real user\group ID, effective user\group ID, saved set-user\group-ID
文件权限：user RWX(read\write\exec), group RWX, other RWX
五、其它
[umask]
umask
umask -S
umask 027
[chmod]
[chown]
结语
来自《UNIX环境高级编程》
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