linux系统编程之文件与io(五)

 上一节中已经学习了文件描述符的复制，复制方法有三种，其中最后一种fcntl还并未使用到，关于这个函数，不光只有复制文件描述符的功能，还有其它一些用法，本节就对其进行一一剖析:

fcntl常用操作:

这里，我们将上节当中用dup或dup2实现复制文件描述符改用fcntl，程序如下：

先将test2.txt的内容清空，以便进行测试,编译运行：

通过man来查看下它的说明：

【说明：关于这一的操作命令，等之后学到进程时再来学习，先这边记录一下】

上一节也有介绍过，先回顾一下都有哪些状态标志：

也就是说，通过这个命令，能更改文件状态标志，说来有些难理解，下面以实例代码来进行一一说明：

编译运行：

当输入内容时，read才读取完，并打印出输入的内容:

这时本来的文件状态，但是，可以fcntl函数，来改变这种阻塞状态为非阻塞状态，如下：

具体代码：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define ERR_EXIT(m) 
    do 
    { 
        perror(m); 
        exit(EXIT_FAILURE); 
    } while(0)
int main(int argc, char *argv[])
{
    char buf[1024] = {0};
    int ret;
    int flags;
    flags = fcntl(0, F_GETFL, 0);//通过F_GETFL来获得标准输入的状态
    if (flags == -1)
        ERR_EXIT("fcntl get flag error");

    ret = fcntl(0, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);//通过F_SETFL来改变文件的状态为非阻塞0_NONBLOCK，但是为了保留其它状态，所以设置之前需获得状态，再进行与操作
    if (ret == -1)
        ERR_EXIT("fcntl set flag error");

    ret = read(0, buf, 1024);
    if (ret == -1)
        ERR_EXIT("read error");

    printf("buf=%s
", buf);
    return 0;
}

编译运行：

实际上，对于上面这个错误，对应的错误代码是：

【注意：在设置状态时，一定得先用F_GETFL获取状态，然后再去用F_SETFL去设置，因为我们只想设置非阻塞的状态，对于其它状态如：写状态，读状态等想保留】
关于上面这段设置状态的代码，可以进行封装，以便进行复用，如下：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>


#define ERR_EXIT(m) 
    do 
    { 
        perror(m); 
        exit(EXIT_FAILURE); 
    } while(0)

void set_flag(int fd, int flags);//设置文件状态标志函数声明

int main(int argc, char *argv[])
{
    char buf[1024] = {0};
    int ret;

    set_flag(0, O_NONBLOCK);//这时，经过代码封装之后，代码就显得比较干净了
    
    ret = read(0, buf, 1024);
    if (ret == -1)
        ERR_EXIT("read error");

    printf("buf=%s
", buf);
    return 0;
}

//设置文件状态标志
void set_flag(int fd, int flags)
{
    int val;
    val = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
    if (val == -1)
                ERR_EXIT("fcntl get flag error");
    val |= flags;
    if (fcntl(fd, F_SETFL, val) < 0)
        ERR_EXIT("fcntl set flag error");
}

另外，我们还可以封装一个清除文件状态标志的函数，跟设置很类似，如下：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>


#define ERR_EXIT(m) 
    do 
    { 
        perror(m); 
        exit(EXIT_FAILURE); 
    } while(0)

void set_flag(int fd, int flags);
void clr_flag(int fd, int flags);//清除文件状态标志函数声明

int main(int argc, char *argv[])
{
    char buf[1024] = {0};
    int ret;

    set_flag(0, O_NONBLOCK);
    clr_flag(0, O_NONBLOCK);//清除了非阻塞的状态标记，也就是等于最终还是阻塞状态
    
    ret = read(0, buf, 1024);
    if (ret == -1)
        ERR_EXIT("read error");

    printf("buf=%s
", buf);
    return 0;
}

void set_flag(int fd, int flags)
{
    int val;
    val = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
    if (val == -1)
                ERR_EXIT("fcntl get flag error");
    val |= flags;
    if (fcntl(fd, F_SETFL, val) < 0)
        ERR_EXIT("fcntl set flag error");
}

//清除文件状态标志
void clr_flag(int fd, int flags)
{
    int val;
    val = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
    if (val == -1)
                ERR_EXIT("fcntl get flag error");
    val &= ~flags;
    if (fcntl(fd, F_SETFL, val) < 0)
        ERR_EXIT("fcntl set flag error");
}

编译运行：

【提示：设置状态中的：val |= flags;和清除状态中的：val &= ~flags;是怎么一回事，可以看一下C程序中的位操作，这个也可以参考：http://www.cnblogs.com/webor2006/p/3440026.html】

 

先来解释一下结构体字段：

 

 

说了这么多，可能还是有点不是很好理解，下面以实际代码来进行说明：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>


#define ERR_EXIT(m) 
    do 
    { 
        perror(m); 
        exit(EXIT_FAILURE); 
    } while(0)

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    fd = open("test2.txt", O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC, 0644);
    if (fd == -1)
        ERR_EXIT("open error");

    struct flock lock;
    memset(&lock, 0, sizeof(lock));
    lock.l_type = F_WRLCK;//加上排它锁
    lock.l_whence = SEEK_SET;
    lock.l_start = 0;
    lock.l_len = 0;

    if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) == 0)
    {
        printf("lock success
");
        printf("press any key to unlock
");
        getchar();
        lock.l_type = F_UNLCK;//释放锁
        if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) == 0)
            printf("unlock success
");
        else
            ERR_EXIT("unlock fail");
    }
    else
        ERR_EXIT("lock fail");
    return 0;
}

编译运行：

实际上，上面出错的错误代码也是EAGAIN，查看一下fcntl函数：

【注意：如果要给文件加读锁，则文件需要有读的权限；如果要给文件写写锁，则文件也需要有写的权限】

另外，设置文件锁，还有另外一种操作命令：F_SETLKW，它跟F_SETLK有啥区别呢？且看下代码：

编译运行：

【总结：F_SETLK设置锁时，如果进程没有成功设置上锁，则会立马给出错误提示；F_SETLKW设置锁时，如果进程没有成功设置上锁，会阻塞，类似于线程的同步一样，当对方的锁释放时，则才可以对文件进行上锁】

另外，如果想获得阻塞进程的ID，可以用F_GETLK，它会将id保存在flock结构体中的l_pid当中，关于这个，就不做实验了，比较简单，好了，关于linux系统编程中的文件/IO，就告一段落了，下回会进入linux系统编程的新的东东，下回见！