a small, nonnegative integer for use in subsequent system calls (read(2), write(2), lseek(2), fcntl(2), etc.) ($man 2 open). 每個進程都會有一些與之關聯的描述符, 一個程序開始運行時一般會有3個已經打開的文件描述符:
fd工作原理
當下的系統只有一個文件描述符標志close-on-exec，僅僅是一個標志，當進程fork一個子進程的時候，在子進程中調用了exec函數時就用到了該標志。意義是執行exec前是否要關閉這個文件描述符。
fcntl()的FD_CLOEXEC和open()的O_CLOEXEC用來設置文件的close-on-exec，當將close-on-exec標志置為1時，即開啟此標志, 此時子進程調用exec函數之前，系統就已經讓子進程將此文件描述符關閉。Note:雖然新版本支持在open時設置CLOEXEC，但是在編譯的時候還是會提示錯誤 - error: ‘O_CLOEXEC’ undeclared (first use in this function)。這個功能需要設置宏(_GNU_SOURCE)打開。
#define _GNU_SOURCE //在源代碼中加入 -D_GNU_SOURCE //在編譯參數中加入 File status flags 用來表示打開文件的屬性，file status flag可以通過duplicate一個文件描述符來共享同一個打開的文件的狀態，而file descrptor flag則不行
//給定一個文件路徑名，按照相應的選項打開文件，就是將一個fd和文件連接到一起，成功返回文件描述符，失敗返回-1設errno
#include<fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags)
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode)//不是函數重載,C中沒有重載, 是可變長參數列表
//pathname:文件或設備路徑
//flags :file status，flags=Access mode+Open-time flags+Operating Modes、
/*Access Mode(必選一個):
O_RDONLY：0
O_WRONLY：1
O_RDWR：2
*/
/*Open-time Flags(Bitwise Or):
O_CLOEXEC ：為新打開的文件描述符使能close-on-exec。可以避免程序再用fcntl()的F_SETFD來設置FD_CLOEXEC
O_CREAT ：如果文件不存在就創建文件，並返回它的文件描述符，如果文件存在就忽略這個選項，必須在保護模式下使用，eg：0664
O_DIRECTORY ：如果opendir()在一個FIFO或tape中調用的話，這個選項可以避免denial-of-service問題， 如果路徑指向的不是一個目錄，就會打開失敗。
O_EXCL ：確保open()能夠穿件一個文件，如果文件已經存在，則會導致打開失敗，總是和O_CREAT一同使用。
O_NOCTTY ：如果路徑指向一個終端設備，那麼這個設備不會成為這個進程的控制終端，即使這個進程沒有一個控制終端
O_NOFOLLOW ：如果路徑是一個符號鏈接，就打開它鏈接的文件//If pathname is a symbolic link, then the open fails.
O_TMPFILE ：創建一個無名的臨時文件，文件系統中會創建一個無名的inode，當最後一個文件描述符被關閉的時候，所有寫入這個文件的內容都會丟失，除非在此之前給了它一個名字
O_TRUNC ：清空文件
O_TTY_INIT
*/
/*Operating Modes(Bitwise Or)
O_APPEND ：以追加的方式打開文件, 默認寫入結尾
O_ASYNC ：使能signal-driven I/O
O_DIRECT ：試圖最小化來自I/O和這個文件的cache effect//Try to minimize cache effects of the I/O to and from this file.
O_DSYNC ：每次寫操作都會等待I/O操作的完成，但如果文件屬性的更新不影響讀取剛剛寫入的數據的話，就不會等待文件屬性的更新 。
O_LARGEFILE ：允許打開一個大小超過off_t(但沒超過off64_t)表示范圍的文件
O_NOATIME ：不更改文件的st_time(last access time)
O_NONBLOCK /O_NDELAY ：如果可能的話，用nonblock模式打開文件
O_SYNC ：每次寫操作都會等待I/O操作的完成，包括write()引起的文件屬性的更新。
O_PATH ：獲得一個能表示文件在文件系統中位置的文件描述符#include<fcntl.h>
#include<stdlib.h>
int fd=open("b.txt",O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL,0664);
if(-1==fd)
perror("open"),exit(-1);FQ:Why Bitwise ORed:
FA:猜想有以下模型:用一串某一位是1其余全是0的字符串表示一個選項, 選項們作 “按位與”就可得到0/1字符串, 表示整個flags的狀態, Note: 低三位表示Access Mode
等價於以O_WRONLY |O_TRUNC|O_CREAT的flag調用open()
#include<fcntl.h>
int creat(const char *pathname, mode_t mode);//復制一個文件描述符的指向，新的文件描述符的flags和原來的一樣，成功返回new_file_descriptor, 失敗返回-1並設errno
#include <unistd.h>
int dup(int oldfd); //使用未被占用的最小的文件描述符編號作為新的文件描述符
int dup2(int oldfd, int newfd);#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int dup3(int oldfd, int newfd, int flags);#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int res=dup2(fd,fd2);
if(-1==res){
perror("dup2"),exit(-1);//從fd對應的文件中讀count個byte的數據到以buf開頭的緩沖區中，成功返回成功讀取到的byte的數目，失敗返回-1設errno
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);#include <unistd.h>
#include<stdlib.h>
int res=read(fd,buf,6);
if(-1==fd)
perror("read"),exit(-1);//從buf指向的緩沖區中讀取count個byte的數據寫入到fd對應的文件中，成功返回成功寫入的byte數目，文件的位置指針會向前移動這個數目，失敗返回-1設errno
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);//不需要對buf操作, 所以有const, VS read()沒有const#include <unistd.h>
#include<stdlib.h>
int res=write(fd,"hello",sizeof("hello"));
if(-1==res)
perror("write"),exit(-1);Note: 上例中即使只有一個字符’A’,也要寫”A”,因為”A”才是地址,’A’只是個int
l 表示long int, 歷史原因
//根據移動基准whence和移動距離offset對文件的位置指針進行重新定位，返回移動後的位置指針與文件開頭的距離，失敗返回-1設errno
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
/*whence:
SEEK_SET：以文件開頭為基准進行偏移，0一般不能向前偏
SEEK_CUR：以當前位置指針的位置為基准進行偏移，1向前向後均可
SEEK_END：以文件的結尾為基准進行偏移，2向前向後均可向後形成”文件空洞”#include<unistd.h>
#include<stdlib>
int len=lseek(fd,-3,SEEK_SET);
if(-1==len){
perror("lseek"),exit(-1);//對fd進行各種操作，成功返回0,失敗返回-1設errno
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ... ); //...表示可變長參數
/*cmd:
Adversory record locking:
F_SETLK(struct flock*) //設建議鎖
F_SETLKW(struct flock*) //設建議鎖，如果文件上有沖突的鎖，且在等待的時候捕獲了一個信號，則調用被打斷並在信號捕獲之後立即返回一個錯誤，如果等待期間沒有信號，則一直等待
F_GETLK(struct flock*) //嘗試放鎖，如果能放鎖，則不會放鎖，而是返回一個含有F_UNLCK而其他不變的l_type類型，如果不能放鎖，那麼fcntl()會將新類型的鎖加在文件上，並把當前PID留在鎖上
Duplicating a file descriptor:
F_DUPFD (int) //找到>=arg的最小的可以使用的文件描述符，並把這個文件描述符用作fd的一個副本
F_DUPFD_CLOEXEC(int)//和F_DUPFD一樣，除了會在新的文件描述符上設置close-on-exec
F_GETFD (void) //讀取fd的flag，忽略arg的值
F_SETFD (int) //將fd的flags設置成arg的值.
F_GETFL (void) //讀取fd的Access Mode和其他的file status flags; 忽略arg
F_SETFL (long) //設置file status flags為arg
F_GETOWN(void) //返回fd上接受SIGIO和SIGURG的PID或進程組ID
F_SETOWN(int) //設置fd上接受SIGIO和SIGURG的PID或進程組ID為arg
F_GETOWN_EX(struct f_owner_ex*) //返回當前文件被之前的F_SETOWN_EX操作定義的文件描述符R
F_SETOWN_EX(struct f_owner_ex*) //和F_SETOWN類似，允許調用程序將fd的I/O信號處理權限直接交給一個線程，進程或進程組
F_GETSIG(void) //當文件的輸入輸出可用時返回一個信號
F_SETSIG(int) //當文件的輸入輸出可用時發送arg指定的信號
*/
/*…:
可選參素，是否需要得看cmd，如果是加鎖，這裡應是struct flock*
struct flock {
short l_type; //%d Type of lock: F_RDLCK(讀鎖), F_WRLCK(寫鎖), F_UNLCK(解鎖)
short l_whence; //%d How to interpret l_start, 加鎖的位置參考標准:SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END
off_t l_start; //%ld Starting offset for lock, 加鎖的起始位置
off_t l_len; //%ld Number of bytes to lock , 鎖定的字節數
pid_t l_pid; // PID of process blocking our lock, (F_GETLK only)加鎖的進程號,,默認給-1
};
*/限制加鎖,但不限制讀寫, 所以只對加鎖成功才讀寫的程序有效,用來解決不同的進程 同時對同一個文件的同一個位置 “寫”導致的沖突問題
讀鎖是一把共享鎖(S鎖):共享鎖+共享鎖+共享鎖+共享鎖+共享鎖+共享鎖
寫鎖是一把排他鎖(X鎖):永遠孤苦伶仃
Q:為什麼加了寫鎖還能gedit或vim寫???
A:可以寫, 鎖只可以控制能否加鎖成功, 不能控制對文件的讀寫, 所以叫”建議”鎖, 我加了鎖就是不想讓你寫, 你非要寫我也沒辦法. vim/gedit不通過能否加鎖成功來決定是否讀寫, 所以可以直接上
Q: So如何實現文件鎖控制文件的讀寫操作????
A:可以在讀操作前嘗試加讀鎖, 寫操作前嘗試加寫鎖, 根據能否加鎖成功決定能否進行讀寫操作
int fd=open("./a.txt",O_RDWR); //得到fd
if(-1==fd)
perror("open"),exit(-1);
struct flock lock={F_RDLCK,SEEK_SET,2,5,-1}; //設置鎖 //此處從第3個byte開始(包含第三)鎖5byte
int res=fcntl(fd,F_SETLK,&lock); //給fd加鎖
if(-1==res)
perror("fcntl"),exit(-1);//操作特殊文件的設備參數，成功返回0,失敗返回-1設errno
#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int d, int request, ...);
//d：an open file descriptor.
//request： a device-dependent request code//關閉fd，這樣這個fd就可以重新用於連接其他文件，成功返回0,失敗返回-1設errno
#include <unistd.h>
int close(int fd);#include <unistd.h>
#include<stdlib.h>
int res=close(fd);
if(-1==res)
perror("close"),exit(-1);
