應用程序開發(fā)方式

在Linux下開發(fā)應用程序可以調用兩種接口來實現，一種是直接調用系統調用接口，另一種是調用庫函數來實現。

1、什么是系統調用？

系統調用（System Call）是操作系統提供的服務，是應用程序與內核通信的接口。Linux提供的系統調用包含的內容有：文件操作、進程控制、系統控制、內存管理、網絡管理、socket套接字、進程間通信、用戶管理等。

相對于普通的函數調用來說， 系統調用的性能消耗也是巨大的。 所以在追求極致性能的程序中， 都在盡力避免系統調用。

2、C庫函數

C標準庫頭文件如下：

Linux環(huán)境下， 使用的C庫一般都是glibc， 它封裝了幾乎所有的系統調用， 代碼中使用的“系統調用”， 實際上就是調用C庫中的函數。 因為C庫函數通過系統調用來實現，庫函數對上層提供了C庫接口。比如文件操作：

實例：文件操作

Linux下文件操作應用程序結構如下：

Linux下，“一切皆文件”。為了使不同的文件系統共存， Linux 內核在用戶層與具體文件系統之前增加了虛擬文件系統（VFS）中間層，它對復雜的系統進行抽象化，對用戶提供了統一的文件操作接口。

1、文件操作：系統調用

（1）實操

代碼：

/* 文件操作：系統調用 */#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}; /* 讀數據buf */ /* 以讀寫的方式打開文件demo0_test，若文件不存在則創(chuàng)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; } /* 往文件中寫數據 */ write(fd, "helllo worldn", strlen("helllo worldn")); /* 移動文件指針至文件開頭 */ lseek(fd, 0, SEEK_SET); /* 讀出文件數據并打印 */ read(fd, rd_buf, 50); printf("Read data: %sn", rd_buf); /* 關閉文件 */ close(fd); return 0;}

運行結果：

（2）接口說明

open函數：

? pathname：要打開或創(chuàng)建的文件名；

? flag：指定文件的打開方式，具體有以下參數，見下表 flag 參數值。

? mode：當 open 函數的 flag 值設置為 O_CREAT 時，必須使用 mode 參數來設置文件與用戶相關的 權限。 mode 可用的權限如下表所示，表中各個參數可使用” | “來組合。

read函數：

? fd：文件對應的文件描述符 ；

? buf：指向數據緩沖區(qū)的指針；

? count：讀取多少個字節(jié)的數據。

write函數：

? fd：文件對應的文件描述符；

? buf：指向數據緩沖區(qū)的指針；

? count：往文件中寫入多少個字節(jié)。

close函數：

關閉 fd 文件描述符對應的文件。

lseek 函數：

lseek 函數可以用與設置文件指針的位置，并返回文件指針相對于文件頭的位置。 其中的 offset 參數用于指定位置， whence 參數則定義了 offset 的意義， whence 的可取值如下：

? SEEK_SET： offset 是一個絕對位置。

? SEEK_END： offset 是以文件尾為參考點的相對位置。

? SEEK_CUR： offset 是以當前位置為參考點的相對位置。

2、文件操作：C庫函數

（1）實操

代碼：

/* 文件操作：c庫函數 */#include <stdio.h>#include <stdlib.h>?int main(void){ FILE *fp;           /* 文件描述符 */ char rd_buf[50] = {0}; /* 讀數據buf */ /* 以讀寫的方式打開文件demo1_test，若文件不存在則創(chuàng)建文件 */ fp = fopen("demo1_test", "w "); if (NULL == fp) { printf("Open file error!n"); return 0; } /* 往文件中寫數據 */ fwrite("hello worldn", 1, strlen("helllo worldn"), fp); /* 同步緩沖區(qū)：把緩沖區(qū)數據立即寫入文件 */ fflush(fp); /* 移動文件指針至文件開頭 */ fseek(fp, 0, SEEK_SET); /* 讀出文件數據并打印 */ fread(rd_buf, 50, 1, fp); printf("Read data: %sn", rd_buf); /* 關閉文件 */ fclose(fp); return 0;}

運行結果：

（2）接口說明

fopen函數：

? pathname 參數用于指定要打開或創(chuàng)建的文件名。

? mode 參數用于指定文件的打開方式，注意該參數是一個字符串，輸入時需要帶雙引號：

?“r”：以只讀方式打開，文件指針位于文件的開頭。

?“r ”：以讀和寫的方式打開，文件指針位于文件的開頭。

?“w”：以寫的方式打開，不管原文件是否有內容都把原內容清空掉，文件指針位于文件的開頭。

?“w ”：同上，不過當文件不存在時，前面的” w”模式會返回錯誤，而此處的” w ”則會創(chuàng)建新文件。

?“a”：以追加內容的方式打開，若文件不存在會創(chuàng)建新文件，文件指針位于文件的末尾。與” w ”的區(qū) 別是它不會清空原文件的內容而是追加。

?“a ”：以讀和追加的方式打開，其它同上。

? fopen 的返回值是 FILE 類型的文件文件流，當它的值不為 NULL 時表示正常，后續(xù)的 fread、 fwrite 等函數可通過文件流訪問對應的文件。

fopen 的 mode 與 open 的 flags 參數關系：

fread 函數：

stream 是使用 fopen 打開的文件流， fread 通過它指定要訪問的文件，它從該文件中讀取 nmemb 項數據，每 項的大小為 size，讀取到的數據會被存儲在 ptr 指向的數組中。 fread 的返回值為成功讀取的項數（項的單位 為 size）。

fwrite 函數：

它的操作與 fread 相反，把 ptr 數組中的內容寫入到 stream 文件流，寫入的項數為 nmemb，每項大小為size，返回值為成功寫入的項數（項的單位為 size）。

fclose 函數：

fclose 庫函數用于關閉指定的文件流，關閉時它會把尚未寫到文件的內容都寫出。因為標準庫會對數據進行緩沖，所以需要使用 fclose 來確保數據被寫出。

fflush 函數：

fflush 函數用于把尚未寫到文件的內容立即寫出。常用于確保前面操作的數據被寫入到磁盤上。 fclose 函數本 身也包含了 fflush 的操作。

fseek 函數：

其中的 offset 參數用于指定位置， whence 參數則定義了 offset 的意義， whence 的可取值如下：

? SEEK_SET： offset 是一個絕對位置。

? SEEK_END： offset 是以文件尾為參考點的相對位置。

? SEEK_CUR： offset 是以當前位置為參考點的相對位置。

以上就是本次的分享，如有錯誤，歡迎指出！

相關參考書籍：

《Linux環(huán)境編程：從應用到內核》

《野火Linux開發(fā)實戰(zhàn)指南》

《嵌入式Linux上的C語言編程實踐》