1.6 open系统调用

前面,copy代码假设文件描述符已经设置好了。但是一般情况下,我们需要能创建文件描述符,最直接的创建文件描述符的方法是open系统调用。下面是一个叫做open的源代码,它使用了open系统调用。

学生提问:字节流是什么意思?

Robert教授:我。。。我的意思是,如果一个文件包含了一些字节,假设包含了数百万个字节,你触发了多个read,每个read读取100个字节,第一次read会读取前100个字节,第二次读取101-200个字节,第三次读取201-300个字节,这就是我的意思。(字节流就是一段连续的数据按照字节的长度读取)

这个叫做open的程序,会创建一个叫做output.txt的新文件,并向它写入一些数据,最后退出。我们看不到任何输出,因为它只是向打开的文件中写入数据。

但是我们可以查看output.txt的内容。

并看到open程序写入的“ooo”。所以,代码中的第11行,执行了open系统调用,将文件名output.txt作为参数传入,第二个参数是一些标志位,用来告诉open系统调用在内核中的实现:我们将要创建并写入一个文件。open系统调用会返回一个新分配的文件描述符,这里的文件描述符是一个小的数字,可能是2,3,4或者其他的数字。

之后,这个文件描述符作为第一个参数被传到了write,write的第二个参数是数据的指针,第三个参数是要写入的字节数。数据被写入到了文件描述符对应的文件中。

文件描述符本质上对应了内核中的一个表单数据。内核维护了每个运行进程的状态,内核会为每一个运行进程保存一个表单,表单的key是文件描述符。这个表单让内核知道,每个文件描述符对应的实际内容是什么。这里比较关键的点是,每个进程都有自己独立的文件描述符空间,所以如果运行了两个不同的程序,对应两个不同的进程,如果它们都打开一个文件,它们或许可以得到相同数字的文件描述符,但是因为内核为每个进程都维护了一个独立的文件描述符空间,这里相同数字的文件描述符可能会对应到不同的文件。

对于open系统调用和这里的小程序,大家有什么问题吗?

学生提问:我不太熟悉C语言,这里的文件描述符与非C语言中有什么区别?如果使用Python的话,语法上会不会简单点?

Robert教授:Python肯定提供了对于open的较好的封装。通常来说,Python提供的是更高级的函数,比如说Python不会使用指向内存的指针,并且Python会为你做更多的错误检查。当我们在Python中打开文件或者写入文件时,你在Python中的调用最终会走到跟我们例子中一样的系统调用来,这是个好的回答吗?

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