Linux下应用开发基础

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应用程序开发方式

在Linux下开发应用程序可以调用两种接口来实现，一种是直接调用系统调用接口，另一种是调用库函数来实现。

1、什么是系统调用？

系统调用（System Call）是操作系统提供的服务，是应用程序与内核通信的接口。

Linux提供的系统调用包含的内容有：文件操作、进程控制、系统控制、内存管理、网络管理、socket套接字、进程间通信、用户管理等。

相对于普通的函数调用来说，系统调用的性能消耗也是巨大的。所以在追求极致性能的程序中，都在尽力避免系统调用。

2、C库函数

C标准库头文件如下：

Linux环境下，使用的C库一般都是glibc，它封装了几乎所有的系统调用，代码中使用的“系统调用”，实际上就是调用C库中的函数。

因为C库函数通过系统调用来实现，库函数对上层提供了C库接口。比如文件操作：

实例：文件操作

Linux下文件操作应用程序结构如下：

（图片来源：野火Linux开发实战指南）

Linux下，“一切皆文件”。为了使不同的文件系统共存， Linux 内核在用户层与具体文件系统之前增加了虚拟文件系统（VFS）中间层，它对复杂的系统进行抽象化，对用户提供了统一的文件操作接口。

1、文件操作：系统调用

（1）实操

代码：

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/* 文件操作：系统调用 */
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
 int fd;                /* 文件描述符 */
 char rd_buf[50] = {0}; /* 读数据buf  */ 
 
 /* 以读写的方式打开文件demo0_test，若文件不存在则创建文件 */
 fd = open("demo0_test", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, S_IRWXU);
 if (NULL == fd)
 {
  printf("Open file error!\n");
  return 0;
 }
 
 /* 往文件中写数据 */
 write(fd, "helllo world\n", strlen("helllo world\n"));
 
 /* 移动文件指针至文件开头 */
 lseek(fd, 0, SEEK_SET);
 
 /* 读出文件数据并打印 */
 read(fd, rd_buf, 50);
 printf("Read data: %s\n", rd_buf);
 
 /* 关闭文件 */
 close(fd);
 
 return 0;
}

运行结果：

（2）接口说明

open函数：

• pathname：要打开或创建的文件名；

• flag：指定文件的打开方式，具体有以下参数，见下表 flag 参数值。

• mode：当 open 函数的 flag 值设置为 O_CREAT 时，必须使用 mode 参数来设置文件与用户相关的权限。mode 可用的权限如下表所示，表中各个参数可使用” | “来组合。

read函数：

• fd：文件对应的文件描述符；

• buf：指向数据缓冲区的指针；

• count：读取多少个字节的数据。

write函数：

• fd：文件对应的文件描述符；

• buf：指向数据缓冲区的指针；

• count：往文件中写入多少个字节。

close函数：

关闭 fd 文件描述符对应的文件。

lseek 函数：

lseek 函数可以用与设置文件指针的位置，并返回文件指针相对于文件头的位置。其中的 offset 参数用于指定位置， whence 参数则定义了 offset 的意义， whence 的可取值如下：

• SEEK_SET：offset 是一个绝对位置。

• SEEK_END：offset 是以文件尾为参考点的相对位置。

• SEEK_CUR：offset 是以当前位置为参考点的相对位置。

2、文件操作：C库函数

（1）实操

代码：

左右滑动查看全部代码>>>

/* 文件操作：c库函数 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
 FILE *fp;            /* 文件描述符 */
 char rd_buf[50] = {0}; /* 读数据buf  */ 
 
 /* 以读写的方式打开文件demo1_test，若文件不存在则创建文件 */
 fp = fopen("demo1_test", "w+");
 if (NULL == fp)
 {
  printf("Open file error!\n");
  return 0;
 }
 
 /* 往文件中写数据 */
 fwrite("hello world\n", 1, strlen("helllo world\n"), fp);
 
 /* 同步缓冲区：把缓冲区数据立即写入文件 */
 fflush(fp);
 
 /* 移动文件指针至文件开头 */
 fseek(fp, 0, SEEK_SET);
 
 /* 读出文件数据并打印 */
 fread(rd_buf, 50, 1, fp);
 printf("Read data: %s\n", rd_buf);
 
 /* 关闭文件 */
 fclose(fp);
 
 return 0;
}