Linux磁盘IO流程

文件IO的分层设计

先看图：

malloc的buf对应application buffer，用户空间；

fwrite是系统提供的最上层接口，也是最常用的接口。它在用户进程空间开辟一个CLib buffer，将多次小数据量相邻写 *** 作(application buffer)先缓存起来，合并，最终调用write函数一次性写入（或者将大块数据分解多次write调用）；

write函数通过调用系统调用接口，将数据从应用层copy到内核层，所以write会触发内核态/用户态切换。当数据到达page cache后，内核并不会立即把数据往下传递。而是返回用户空间。数据什么时候写入硬盘，有内核IO调度决定，所以write是一个异步调用

read调用是先检查page cache里面是否有数据，如果有，就取出来返回用户，如果没有，就同步传递下去并等待有数据，再返回用户，所以read是一个同步过程；

fclose隐含fflush函数,fflush只负责把数据从Clibbuffer拷贝到pagecache中返回，并没有刷新到磁盘上，刷新到磁盘上可以使用fsync函数；

即便fsync仍有可能没写到磁盘上，一是磁盘有缓存，二是即便关闭缓存也可能为了跑分没有真正关闭；

** 一致性

fwrite使用用户进程私有空间，多线程必然需要做同步。write如果写大小小于PIPE_BUF，是原子 *** 作。根据已知信息，内核所做仅限于此，如果两个进程同时写文件，可能出现错乱，需要实测。

** 安全性

从前面的分层设计来看，使用fsync函数可以最大限度保障安全写入，但仍然没有绝对的安全性。

另外一张图

Linux下C语言的文件（fputc,fgetc,fwrite,fread对文件读写 *** 作）

//

fputc 向文件写入字符

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

main()

{

FILE *fp

char ch

if((fp=fopen("test.txt","w"))==NULL)

{

printf("不能打开文件\n")

exit(0)

}

while ((ch=getchar())!='\n')

fputc( ch, fp )

fclose(fp)

}

-------------

小提示：

fp=fopen("test.txt","w") ，把"w"改为 "a" 可以创建文件并且追加写入内容

exit(0)需要包含 stdlib.h 头文件，才能使用

//

fgetc 读取字符

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

main( int argc, char *argv[] )

{

char ch

FILE *fp

int i

if((fp=fopen(argv[1],"r"))==NULL)

{

printf("不能打开文件\n")

exit(0)

}

while ((ch=fgetc(fp))!=EOF)

putchar(ch)

fclose(fp)

}

文件结尾，通过判断 EOF

//

fwrite 的使用

使数组或结构体等类型可以进行一次性读写

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

main()

{

FILE *fp1

int i

struct student{

char name[10]

int age

float score[2]

char addr[15]

}stu

if((fp1=fopen("test.txt","wb"))==NULL)

{

printf("不能打开文件")

exit(0)

}

printf("请输入信息，姓名 年龄 分数1 分数2 地址:\n")

for( i=0i<2i++)

{

scanf("%s %d %f %f %s",stu.name,&stu.age,&stu.score[0],&stu.score[1], stu.addr)

fwrite(&stu,sizeof(stu),1,fp1)

}

fclose(fp1)

}

//

fread 的使用

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

main()

{

FILE *fp1

int i

struct student{

char name[10]

int age

float score[2]

char addr[15]

}stu

if((fp1=fopen("test.txt","rb"))==NULL)

{

printf("不能打开文件")

exit(0)

}

printf("读取文件的内容如下:\n")

for (i=0i<2i++)

{

fread(&stu,sizeof(stu),1,fp1)

printf("%s %d %7.2f %7.2f %s\n",stu.name,stu.age,stu.score[0],stu.score[1],stu.addr)

}

fclose(fp1)

}

//

fprintf , fscanf, putw , getw , rewind , fseek 函数

这些函数的话我就不演示了 ,

这些函数基本都一对来使用，例如 fputc 和 fgetc 一起来用.

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