UNIX环境编程-文件纪要

文件描述符

fcntl函数中F_GETFD/F_SETFD表示获取或设置文件描述符属性（包括FD_CLOEXEC等）；F_GETFL/F_SETFL表示获取或设置文件状态（文件表项中的文件状态标志，包括只读、只写、读写、异步等等）。

注意，当多个进程打开同一个文件时，共享的是V节点信息。

文件的访问权限

粘着位和s权限位

与进程相关联的ID有6个或6个以上，例举如下重要的几个：

ID说明	作用
实际用户ID 实际组ID	实际是谁在操作进程
有效用户ID 有效组ID 附属组ID	用于进程在执行过程中文件访问权限检查（和文件的所属id比较）
保存的设置用户ID 保存的设置组ID	在执行一个程序时可用来设置有效ID（在文件的特定权限位被设置时使用）

当执行一个程序文件时，进程的有效用户/组ID通常就是实际用户/组ID。但是可以通过设置文件的权限位，使得执行此文件时，进程的有效用户ID设置为文件所有者的用户ID。例如，当程序文件的所有者是超级用户时，设置文件的该权限位后，当程序文件被一个进程执行时，该进程具有超级用户的权限。
该权限位也称为s权限位（包括S_ISUID（4000） 和 S_ISGID（2000））。一般只对可执行程序文件设置该权限位。

粘着位，如果对一个目录设置了粘着位，只有对该目录有写权限的用户并且满足以下条件，才能删除目录下的文件：

• 拥有此文件
• 拥有此目录
• 是超级用户

使用chmod +t的方式可以设置目录的粘着位（一般只针对目录设置该权限位）。

跳过缓存直接落盘

传统的UNIX系统设有缓冲区高速缓存或页高速缓存，大多数磁盘IO都是通过缓冲区进行的，当写入文件时，内核会将数据先放到缓存区缓存中，通过延时写的方式落盘。

sync函数主动将缓冲区的缓存数据刷到磁盘中，但是它不等待实际写磁盘结束就返回。
fsync函数只针对特定的文件起作用，并且它会等待数据实际写磁盘结束再返回。

在fcntl函数有一个值为O_SYNC的文件状态（可以跳过缓存，一般数据库程序就会用到），使得每次write文件时，都需要等待数据实际写到磁盘上才返回（未设置该状态的情况下write采用的是延时写策略）。

IO效率

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

如何选取一个有效的count值，使得read的效率最大化。通过测试不同的数据，发现在磁盘块大小为4096byte的系统上，count的值为4096或大于4096时IO的效率最大。
大多数系统上为了改善性能都采用了某种预读的技术。当检测到正在顺序读取数据时，系统会试图读入比应用所要求的更多数据，并假想应用很快就能应用到这些数据。

文件空洞

当文件设置的偏移量超过文件的大小，并写入一些数据后，就会造成文件空洞（文件空洞要结合文件在磁盘上存放在不连续的块中来理解）。

对于空洞处，使用read函数读出来的字节为0。通过 ls -l 命令看到的文件大小是包含空洞的，通过du -s 命令或 wc -c 可以获取文件实际的字节数 。

文件的时间(Unix)

字段	说明	ls命令	例子
st_atim	文件数据的最后访问时间	-u	read
st_mtim	文件数据的最后修改时间	默认	write
st_ctim	i节点状态的最后修改时间	-c	chmod、chown

IO标准库中的流和缓冲

当一个文件流被创建时（fopen），它没有被定向（流的定向决定读、写的字符是单字节还是多字节），此时使用单字节IO函数，则流被定向为单字节流；使用多字节函数，流会被定向为多字节流。

标准IO提供了以下三种类型的缓冲：
（1）全缓冲：只有填满IO缓冲区后才会进行实际的IO操作。
（2）行缓冲：在输入输出中遇到换行符时，会进行实际的IO操作（缓冲区满时也会做IO操作）。
（3）无缓冲：没有缓冲。

重要的文件

文件路径	文件作用
/etc/passwd	账户信息（用户数据库）
/etc/shadow	账户密码（经过加密处理）
/etc/group	账户所属组文件（组数据库）
/etc/services	记录网络服务器数据文件
/etc/protocols	协议信息
/etc/networks	网络信息
/etc/resolv.conf	域名服务器地址配置文件
/etc/hosts	静态主机文件（本地域名数据库）
/etc/services	服务名称到端口号得映射关系文件