APUE（3）---文件I/O (3)

十二、函数sync、fsync和fdatasync

　　延迟写：传统的Unix系统在内核中设有缓冲区或页高速缓冲，大多数磁盘I/O都通过缓冲区进行，当我们向文件写入数据时，内核通常先将数据复制到缓冲区，然后排入队列，晚些时候再写入磁盘。Unix系统提供了sync、fsync和fdatasync三个函数。

#include <unistd.h>
int fsync(inf fd);
int fdatasync(int fd);
//若成功，返回0；若出错，返回-1
void sync(void);

　　sync只是将所有修改过的块缓冲区排入写队列，然后就返回，它并不等待实际磁盘操作结束。通常称为update的喜欢守护进程周期性地调用sync函数，这就保证了定期冲洗（flush）内核的块缓冲区。

　　fsync函数只对内核文件描述符fd指定的一个文件起作用，并且等待写磁盘操作结束后才返回，其主要应用场景是数据库内应用。

　　fdatasync函数类似fsync，但他至响应文件的数据部分。而除数据外，fsync还会更新文件的属性。

十三、函数fcntl

#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, .../*int arg*/);
//若成功，则依赖于cmd；若出错，则返回-1

　　　fcntl函数可以改变已经打开文件的属性，有以下5个功能：

1.复制一个已有的描述符（cmd = F_DUPFD 或 F_DUPED_CLOEXEC）

2.获取、设置文件描述符标志（cmd = F_GETFD 或 F_SETFD）

3.获取、设置文件状态标志（cmd = F_GETFL 或 F_SETFL）

4.获取、设置异步I/O所有权（cmd = F_GETOWN 或 F_SETOWN）

5.获取、设置记录锁（cmd = F_GETLK、F_SETLK 或 F_SETLKM）

F_DUPFD   　　　　 : 复制文件描述符fd，新文件描述符作为函数返回值，它是尚未打开的各描述符中大于或等于第三个参数值返回。新描述符和fd共享一张文件表项，但是新文件描述符由他自己的一套文件文件描述符标志。其FD_CLOEXEC文件描述符标志被清除。

F_DUPED_CLOEXEC: 复制文件描述符，设置与新描述符关联的FD_CLOEXEC文件描述符标志的值。

F_GETFD　　　　　  : 对应于fd的文件描述符标志作为函数值作为返回。当前只定义了一个文件描述符标志FD_CLOEXEC

F_SETFD　　　　　  : 对于fd设置文件描述符标志。新标志值按第三个参数设置。

F_GETFL　　　　　   : 对应fd的文件状态标志作为函数值返回，其返回值和open的标志位一致。

F_SETFL                 : 将文件状态标志设置为第三个参数的值：可以更改的几个标志是：O_APPEND、O_NONBLOCK、O_SYNC、O_DSYNC、O_RSYNC、O_FSYNC和O_ASYNC

F_FETOWN　　        : 获取当前接受SIGIO和SIGURG信号的进程或进程组ID

F_SETOWN             :设置SIGIO和SIGURG信号的进程ID或进程组ID。正的arg指定一个进程ID，负的arg指定一个进程组ID。

#include "apue.h"
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int val;
    if(argc != 2)
    {
        err_quit("usage : a.out <descripor#>");
    }
    
    if((val = fcntl(atoi(argv[1]), F_GETFL, 0)) < 0)
    {
        err_sys("fcntl error for fd %d\n", atoi(argv[1]));
    }
    
    switch(val & O_ACCMODE)
    {
    case O_RDONLY:
    printf("read only");
    break;
    case O_WRONLY:
    printf("write only");
    break;
    case O_RDWR:
    printf("read write");
    break;
    default:
    err_dump("unknow access mode");     
    }
    
    if(val & O_APPEND)
    {
        printf(", append");
    }
    
    if(val & O_NONBLOCK)
    {
        printf(", nonblocking");
    }
    
    if(val & O_SYNC)
    {
        printf(", synchronous writes");
    }
    
// #if !defined_ ( _POSIX_C_SOURCE) && defined_(O_FSYNC) && (O_FSYNC != O_SYNC)
    if(val & O_FSYNC)
    {
        printf(", synchronous writes");
    }
// #endif

    putchar('\n');
    exit(0);
}

3-5：对于指定的描述符打印文件标志

　　在修改文件描述符标志或文件状态标志时必须谨慎，先要获得现在的标志值，然后按期望值修改他，然后设置新标志值。不能只是执行F_SETFD或F_SETFL命令，这样会关闭以前设置的标志位：

void set_fl(int fd, int flags)
{
    int val;
    if((val = fcntl(fd, F_GETFL, 0)) < 0)
    {
        err_sys("fcntl F_GETFL error");
    }
    
    val |= flags;
    
    if(fcntl(fd, F_SETFL, val) < 0)
    {
        err_sys("fcntl F_SETFL error");
    }
}

3-6：对一个文件描述符开启一个或多个文件状态标志

　　在Unix系统中，通常write只是将数据排入队列，而实际的写磁盘操作则可能在以后的某个时刻进行。而数据库系统则需要使用O_SYNC，这样一来，他从write返回时就知道数据已确实写到了磁盘上，以免在系统异常时产生数据丢失。数据的安全性得到了保证，其代价是设置O_SYNC会显著增加系统时间和时钟时间。

十四、函数ioctl和/def/fd

　　iotl函数一直是I/O操作的杂物箱。不能用本章其他函数表示的I/O操作通常都能用ioctl标识。终端I/O是使用ioctl最多的地方。

　　较新的系统都提供名为/dev/fd的目录，其目录项是名为0、1、2等的文件。打开文件/dev/fd/n等效于复制描述符n。