APUE 学习记录 20200628

3.7 函数read

调用read函数从打开文件中读数据。

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes); // 返回值：读到的字节数，若已到文件尾，返回0；若出错，返回-1

如read成功，则返回读到的字节数。如已到达文件的尾端，则返回0.
有多种情况可使实际读到的字节数少于要求读的字节数：

• 读普通文件时，在读要求字节数之前已到达了文件尾端。
• 当从终端设备读时，通常一次最多读一行。
• 当从网络读时，网络中的缓冲机制可能造成但绘制小于所要求读的字节数。
• 当从管道或FIFO读时，如若管道包含的字节少于所需的数量，那么read将只返回实际可用的字节数。
• 当从某些面向记录的设备（如磁带）读时，一次最多返回一个记录。
• 当一信号造成中断，而已经读了部分数据量时。

读操作从文件的当前偏移量处开始，在成功返回之前，该偏移量将增加实际读到的字节数。

POSIX.1从几个方面对read函数的原型做了更改。经典的原型定义是：

int read(int fd, char *buf, unsigned nbytes);

• 首先，为了与ISO C一致，第二个参数由char *改为void *。在ISO C中，类型void *用于便是通用指针。
• 其次，返回值必须是一个带符号整型（ssize_t），以保证能够返回正整数字节数、0或-1。
• 最后，第三个参数在历史上是一个无符号整型，这允许一个16位的实现一次读或写的数据可以多达65534个字节。

3.8 函数write

调用write函数向打开文件中写数据。

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, void * buf, size_t nbytes); // 返回值：若成功，返回已写的字节数；若出错，返回-1

其返回值通常与参数nbytes值相同，否则表示出错。write出错的一个常见原因是磁盘已写满，或者超过了一个给定进程的文件长度限制。

对于普通文件，写操作从文件的当前偏移量处开始。如果在打开文件时，制定了O_APPEND选项，则在每次写操作之前，将文件偏移量设置在文件的当前结尾处。在一次成功写之后，该文件偏移量增加实际写的字节数。

3.9 I/O的效率

Page 58 示例：只使用read和write函数复制一个文件。

#include "apue.h"

#define BUFFSIZE 4096

int main(void)
{
    int n;
    char buf[BUFFSIZE];

    while((n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFFSIZE)) > 0)
        if(write(STDOUT_FILENO, buf, n) != n)
            err_sys("write error");

    if(n < 0)
        err_sys("read error");

    exit(0);
}

关于该程序应注意以下几点：

• 它从编撰输入读，写至标准输出，这就假定在执行本程序之前，这些标准输入、输出已由shell安排好。
• 考虑到进程终止时，UNIX系统内核会关闭进程的所有打开的文件描述符，所以此程序并不关闭输入和输出文件。
• 对UNIX系统而言，文本文件和二进制代码文件并无区别，所以本程序对这两种文件都有效。

我们还没有回答的一个问题是如何选取BUFFSIZE值。使用本程序在ext4文件系统上（磁盘块长度为4096字节），读516581760字节的结果如下：

CPU时间最小值出现在4096及以后的位置，继续增加缓冲区长度对此时间机会没有影响。
大多数文件系统为改善性能都采用某种预读技术，当检测到正进行顺序读取时，系统就试图读入比应用所要求的更多数据，并假象应用很快就会读这些数据。