fopen干了啥
缓冲区
- 缓冲策略
- 父子进程与缓冲区的关联
系统调用：文件重定向
进一步理解：Linux 一切皆文件

fopen干了啥

书接上文，下面这些代码都是系统函数调用，不能即用C库函数，又用系统函数。

举个例子。fopen 打开文件返回的是FILE*类型，不能直接将其传入到write。因为 write接收的文件描述符是int类型。事实上，FILE*类型内部封装了一个文件描述符，文件描述符就是文件描述符指针数组的下标，通过该文件描述符就可以找到对应文件，从而进行读写。更改数组的指向，就可以实现重定向。

其中，fopen首先申请struct File结构体空间，然后返回其地址，也就是 struct File*，然后调用系统调用函数open得到文件描述符，将文件描述符填充到结构体中。

缓冲区

运行下面这段代码的效果，看上去是程序先休眠后打印。但实际上，程序是先打印，后睡眠，因为打印未显示出来，所以从运行效果上看，就是先睡眠后打印。

造成这种结果的原因是数据先被缓存起来了。

缓冲策略

无缓冲
行缓冲: 只有当内存行缓冲区打满或者遇到\n，系统才会把缓冲区内的数据刷新。
全缓冲：对磁盘文件写入时采用的策略。需要将缓冲区写满，才能写到磁盘文件中。

之所以要有缓冲区，这是由计算机体系决定的。外设由于是机械设备，它的输入输出速度跟不上中央处理器的速度，因此就需要在输入输出时先将数据缓存到内存中，再进行后续处理。

父子进程与缓冲区的关联

运行上面代码，将结果显示到显示器上，得到的结果为三个函数以此的打印结果。

当运行时将打印结果重定向，结果如下。

造成这两种结果的原因是：当我们往显示器上打印，缓冲策略采用的是行刷新。因为往显示器打印字符串的函数调用都带有\n，所以在fork之前，程序已经打印并刷新，缓冲区内没有数据，不存在写时拷贝。

当重定向到一个磁盘文件时，缓冲策略变成全缓冲。此时\n对全缓冲没有影响，字符串只打印不刷新，字符串存在缓冲区中，当执行fork时，进程结束要刷新修改缓冲区内的数据，因为父子进程要保持独立性，所以在子进程也会拷贝一份缓冲区的数据，即写时拷贝。

因此调用C库函数就分别打印了两次。而系统调用write是没有缓冲区的，只打印一次。那么，这个缓冲区就是C语言提供的，若是系统提供的，那么write也应该有缓冲区，打印两次，两者构成矛盾。

需要注意的是内存分为用户空间和系统空间，语言本身提供的缓冲区在用户空间中，为了将此缓冲区数据写入磁盘文件中，还需经过系统缓冲区，系统缓冲区将数据最后写到磁盘文件。

系统调用：文件重定向

这里使用dup2系统调用函数，使得1号文件描述符的指向和fd的指向一致，也就是文件描述符指针数组下标不变，内容变了，结果就是两者都指向同一个struct file，由此实现了重定向。可以看到往1号文件描述符写数据，数据写进了文本内。

进一步理解：Linux 一切皆文件

一切皆文件也可以认为是一切皆struct file。Linux设备都会被描述成这种结构。这样通过read和write函数调用就可以实现对设备的输入和输出。不同的设备有不同的输入和输出方式，因此这时就可以采用函数指针实现多态，让不同设备有不同的读写方法。

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