格式化读写：
#include <stdio.h>
int printf(const char *format, ...); //相当于fprintf(stdout,format,…);
int scanf(const char *format, …);
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...); //中间的参数为写入文件的格式
int fscanf(FILE *stream, const char *format, …); //中间为从文件中读取的格式
int sprintf(char *str, const char *format, ...); // eg:sprintf(buf,”the string is;%s”,str);
int sscanf(char *str, const char *format, …); //从字符串中格式化读取
以f开头的将格式化后的字符串写入到文件流stream中
以s开头的将格式化后的字符串写入到字符串str中
内核为每个进程维护一个已打开文件的记录表，文件描述符是一个较小的正整数（0—1023），它代表记录表的一项，通过文件描述符和一组基于文件描述符的文件操作函数，就可以实现对文件的读、写、创建、删除等操作。常用基于文件描述符的函数有open（打开）、creat（创建）、close（关闭）、read（读取）、write（写入）、ftruncate（改变文件大小）、lseek（定位）、fsync（同步）、fstat（获取文件状态）、fchmod（权限）、flock（加锁）、fcntl（控制文件属性）、dup（复制）、dup2、select和ioctl。基于文件描述符的文件操作并非ANSI C的函数。
此类函数打开文件后将文件名转化为当前最小可用的文件描述符，0，1，2已经被占用！
#include <sys/types.h> //头文件
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> //flag 常用的包括O_RDONLY,O_WRONLY,O_CREAT只读只写创建
int open(const char *pathname, int flags); //文件名 打开方式
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);//文件名 打开方式 权限
open(pathname,O_CREAT|O_WRONLY,mode; //创建并读取文件
open()函数出错时返回-1，相关参数如下：
flags和mode都是一组掩码的合成值，flags表示打开或创建的方式，mode表示文件的访问权限。
通过文件描述符读写文件
函数原型为：
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);//文件描述词 缓冲区 长度 数据从文件读到buf
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count); //buf中字符串写入文件
fd=1，write表示将文件从标准输出流输出，fd=0，read表示从标准输入流读入到buf中
对于read和write函数，出错返回-1，读取完了之后，返回0， 其他情况返回读写的个数（字节数）。
#include <sys/stat.h>
int stat(const char *file_name, struct stat *buf); //通过文件名获取文件信息，并保存在buf所指的结构体stat中
int fstat(int fd, struct stat *buf); //文件描述词 stat结构体指针
返回值: 执行成功则返回0，失败返回-1，错误代码存于errno（需要include <errno.h>）
通过man stat查找结构体中包含文件的具体信息
select函数，目前本人多用于函数读写动态监听：
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
int select(int maxfd, fd_set *readset,fd_set *writeset, fd_set *exceptionset, const struct timeval * timeout);
返回:就绪描述字的正数目，0——超时，-1——出错
参数解释：
maxfd： 最大的文件描述符（其值应该为最大的文件描述符字 + 1）
readset： 内核读操作的描述符字集合
writeset：内核写操作的描述符字集合
exceptionset：内核异常操作的描述符字集合
timeout：等待描述符就绪需要多少时间。NULL代表永远等下去，一个固定值代表等待固定时间，0代表根本不等待，检查描述字之后立即返回。
其中readset、writeset、exceptionset都是fd_set集合。该集合的相关操作如下：
void FD_ZERO(fd_set *fdset); /* 将所有fd清零 */
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset); /* 增加一个fd */放入监听集合
void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset); /* 删除一个fd */
int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset); /* 判断一个fd是否为1 */
一般来说，在使用select函数之前，首先要使用FD_ZERO和FD_SET来初始化文件描述符集，在使用select函数时，会根据设置时间测试set集合中各个描述符的变化，某个描述符发生变化，会将描述符变为1，set变化说明当前并未阻塞。可循环使用FD_ISSET测试描述符集，测试描述符是否为1，这样就比较好理解了。在执行完对相关文件描述符之后，使用FD_CLR来清除描述符集。
另外，select函数中的timeout是一个struct timeval类型的指针，该结构体如下：
struct timeval
{
long tv_sec; /* second */ //秒
long tv_usec; /* microsecond */ //微秒
};
将文件名描述符转化为文件指针（多用于不可用fopen打开的管道）：
fdopen函数 相关函数：fopen，open，fclose
#include<stdio.h>
FILE * fdopen(int fildes,const char * mode);
函数说明：fdopen取一个现存的文件描述符（我们可能从 o p e n , d u p , d u p 2 , f c n t l或p i p e函数得到此文件描述符）并使一个标准的I / O流与该描述符相结合。
此函数常用于由创建管道和网络通信通道函数获得的描述符。
因为这些特殊类型的文件不能用标准I/O fopen函数打开，首先必须先调用设备专用函数以获得一个文件描述符，然后用f d o p e n使一个标准I / O流与该描述符相结合。
fdopen()会将参数fildes 的文件描述词，转换为对应的文件指针后返回。参数mode 字符串 则代表着文件指针的流形态，此形态必须和原先文件描述词读写模式相同。 mode有下列几种形态字符串： r 打开只读文件，该文件必须存在。 w 打开只写文件，若文件存在则文件长度清为0，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。 a 以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。
对于f d o p e n，t y p e参数的意义则稍有区别。因为该描述符已被打开，所以 f d o p e n为写打开并不截断该文件。(例如，若该描述符原来是由 o p e n函数打开的，该文件那时已经存在，则其O _ T R U N C标志将决定是否截短该文件。f d o p e n函数不能截短它为写而打开的任一文件。 ）另外，标准I / O添加方式也不能用于创建该文件（因为如若一个描述符引用一个文件，则该文件一定已经存在）。
下面贴一下自己联系函数用的代码，第一个是模仿linux ls -l 功能的函数：
//File Name: myls.c
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <pwd.h>
#include <grp.h>
void mode_to_str(mode_t md,char *str);
void format(char *time);
int main(int argc,char *argv[])
{
char *time;
char str_mode[11];
DIR *Pdir;
struct stat mystat;
struct dirent *myent;
if(argc==1)
{
Pdir=opendir(".");
}
else
{
Pdir=opendir(argv[1]);
}
if(Pdir==NULL)
{
perror("open fail:");
exit(-1);
}
printf("no,mode,uid,gid,");
while((myent = readdir(Pdir))!=NULL)
{
memset(&mystat,0,sizeof(mystat));
stat(myent->d_name,&mystat);
memset(str_mode,0,11);
mode_to_str(mystat.st_mode,str_mode);
time=ctime(&mystat.st_atime);
time=format(time);
// printf("%s\t",myent->d_name);
//printf("size=%d,type=%c,name=%s\n",myent->d_reclen,myent->d_type,myent->d_name);
printf("%10s. %2d %8d %8d %5d %s %s\n",str_mode,mystat.st_nlink,getpwuid(mystat.st_uid)->pw_name,getgrgid(mystat.st_gid)->gr_name,mystat.st_size,time,myent->d_name);
}
return 0;
}
void mode_to_str(mode_t md,char *str)
{
strcpy(str,"----------");
if(S_ISDIR(md))
{
str[0]='d';
}
if(md & S_IRUSR)
{
str[1]='r';
}
if(md & S_IWUSR)
{
str[2]='w';
}
if(md & S_IXUSR)
{
str[3]='x';
}
if(md & S_IRGRP)
{
str[4]='r';
}
if(md & S_IWGRP)
{
str[5]='w';
}
if(md & S_IXGRP)
{
str[6]='x';
}
if(md & S_IROTH)
{
str[7]='r';
}
if(md & S_IWOTH)
{
str[8]='w';
}
if(md & S_IXOTH)
{
str[9]='x';
}
}
char *format(char *time)
{
char *p;
while((*time)!=' ')
{
time++;
}
p=time;
while((*p)!=':')
{
p++;
}
p=p+3;
(*p)='\0';
return time;
}
像文件操作有标准io流一样，管道也支持文件流模式。用来创建连接到另一进程的管道，是通过函数popen和pclose。
函数原型：
#include <stdio.h>
FILE* popen(const char* command, const char* open_mode);
int pclose(FILE* fp);
函数popen()：允许一个程序将另一个程序作为新进程来启动，并可以传递数据给它或者通过它接收数据。command字符串是要运行的程序名。open_mode必须是“r”或“w”。如果open_mode是“r”，被调用程序的输出就可以被调用程序使用，调用程序利用popen函数返回的FILE*文件流指针，就可以通过常用的stdio库函数（如fread）来读取被调用程序的输出；如果open_mode是“w”，调用程序就可以用fwrite向被调用程序发送数据，而被调用程序可以在自己的标准输入上读取这些数据。
函数pclose()：用popen启动的进程结束时，我们可以用pclose函数关闭与之关联的文件流。
Example1：从标准管道流中读取 打印/etc/profile的内容
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* fp = popen("cat /etc/profile", "r");
char buf[512] = {0};
while(fgets(buf, sizeof(buf), fp))
{
puts(buf);
}
pclose(fp);
return 0;
}
Example2：写到标准管道流 统计buf单词数
#include<stdio.h>
int main()
{
char buf[]={"aaa bbb ccc ddd eee fff ggg hhh"};
FILE *fp = popen("wc -w", "w");
fwrite(buf, sizeof(buf), 1, fp);
pclose(fp);
return 0;
}
管道函数原型：
#include <unistd.h>
int pipe(int fds[2]);
管道在程序中用一对文件描述符表示，其中一个文件描述符有可读属性，一个有可写的属性。fds[0]是读，fds[1]是写。
函数pipe用于创建一个无名管道，如果成功，fds[0]存放可读的文件描述符，fds[1]存放可写文件描述符,并且函数返回0，否则返回-1。
通过调用pipe获取这对打开的文件描述符后，一个进程就可以从fds[0]中读数据，而另一个进程就可以往fds[1]中写数据。当然两进程间必须有继承关系，才能继承这对打开的文件描述符。
管道不象真正的物理文件，不是持久的，即两进程终止后，管道也自动消失了。
示例：创建父子进程，创建无名管道，父写子读
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int fds[2] = {0};
pipe(fds);
char szBuf[32] = {'\0'};
if(fork() == 0){ //表示子进程
close(fds[1]); //子进程关闭写
sleep(2); //确保父进程有时间关闭读，并且往管道中写内容
if(read(fds[0], szBuf, sizeof(szBuf)) > 0)
puts(buf);
close(fds[0]); //子关闭读
exit(0);
}else{ //表示父进程
close(fds[0]); //父关闭读
write(fds[1], "hello", 6);
waitpid(-1, NULL, 0); //等子关闭读
//write(fds[1], "world",6); //此时将会出现“断开的管道”因为子的读已经关闭了
close(fds[1]); //父关闭写
exit(0);
}
return 0;
}
使用管道的双人聊天程序：
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
void my_handler(int num)
{
wait(NULL);
exit(0);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
int fd_w,fd_r;
pid_t pid;
char buf[1024];
// int *stat=NULL;
fd_w=open("1to2.fifo",O_WRONLY);
fd_r=open("2to1.fifo",O_RDONLY);
if(pid=(fork())>0)//father send
{
close(fd_r);
signal(17,my_handler);//17信号来处理自己；
FILE *fd=fdopen(fd_w,"w");
if(fd==NULL)
{
perror("1to2 write failed!\n");
}
while(memset(buf,0,1024),fgets(buf,1024,stdin)!=NULL)
{
fprintf(fd,"trudream:%s",buf);//格式化输入
fflush(fd);
}
fprintf(fd,"bye\n");
kill(pid,2);//杀儿子
close(fd_w);
while(1);
// waitpid(-1,NULL,WNOHANG);
// wait(NULL);
}
else
{
close(fd_w);
while(memset(buf,0,1024),read(fd_r,buf,1024)>0)
{
write(1,buf,strlen(buf));
while((strncmp(buf,"bye",3)==0))
{
exit(0);
}
}
close(fd_r);
}
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
void handler(int num)
{
wait(NULL);
exit(0);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
int fd_w,fd_r;
pid_t pid;
char buf[1024];
fd_r=open("1to2.fifo",O_RDONLY);
fd_w=open("2to1.fifo",O_WRONLY);
if((pid=fork())>0)//father receive
{
close(fd_w);
signal(17,handler);
while(memset(buf,0,1024),read(fd_r,buf,1024)>0)
{
write(1,buf,strlen(buf));
if((strncmp(buf,"bye",3))==0)
{
break;
}
}
close(fd_r);
kill(pid,2);
while(1);
// waitpid(-1,NULL,WNOHANG);
// wait(NULL);
}
else
{
close(fd_r);
FILE *fd=fdopen(fd_w,"w");
if(fd==NULL)
{
perror("2to1 write failed !\n");
}
while(memset(buf,0,1024),fgets(buf,1024,stdin)!=NULL)
{
fprintf(fd,"麻麻的微笑:%s",buf);//格式化输入
fflush(fd);
}
fprintf(fd,"bye\n");
close(fd_w);
}
return 0;
}
多人客户服务器模式聊天：
服务器端设计：永久服务器通道（服务器端只从通道读）>创建set集>服务器通道描述符加入set,用于判断是否上线#上线则读取进程号，得到对应通道名，获取读写双通道文件描述符#客户端端口已满强制关闭进程，删除通道>加入set监听变化>循环FD_ISSET()
每个读管道的变化，若变化则读取管道信息
>判断管道前三个字符是不是bye结束字符串,是，下线操作(关闭进程，关闭读写管道，清-1客户端列表)
>不是，将管道信息发送到其他管道中（监听客户端中每一个非-1的，进行发送）
//File Name: sever.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#define NUM 500
typedef struct tag
{
int s_read;
int s_write;
}CLIENT_NODE;
int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc!=2)
{
printf("No Pipename!\n");
exit(-1);
}
int client_pid; //客户端进程id
int fd_read,fd_write;//记录管道文件描述符
char buf[1024];
char fifo_write[128];//这里写端是客户读端， 用于接受客户端创建的管道文件名
char fifo_read[128];//读端是客户写端
CLIENT_NODE client_infor[NUM];//用于放置每个聊天客户端读写管道
int fd_sever;//管道名
memset(client_infor,-1,sizeof(client_infor));
fd_sever=open(argv[1],O_RDONLY);//只读方式开发服务器管道
fd_set read_set,ready_set;//select集
FD_ZERO(&read_set);
FD_SET(fd_sever,&read_set);//加入集合
struct timeval tm;
while(1)
{
tm.tv_sec=0;
tm.tv_usec=1000;//1微妙
ready_set=read_set;
select(1024,&ready_set,NULL,NULL,&tm);//轮询
if(FD_ISSET(fd_sever,&ready_set))//有人连接服务器，上线
{
memset(buf,0,1024);
if(read(fd_sever,buf,1024)==0)
{
continue;
}
client_pid= atoi(buf); //获取进程号
printf("client %d on!\n",client_pid);
sprintf(fifo_read,"%d_write.fifo",client_pid);
sprintf(fifo_write,"%d_read.fifo",client_pid);
fd_write=open(fifo_write,O_WRONLY);
fd_read=open(fifo_read,O_RDONLY);//>>????????
int index;
for(index=0;index<NUM;index++)
{
if(client_infor[index].s_read==-1)//有空地方
{
break;
}
}
if(index<NUM)//放到连接列表
{
client_infor[index].s_read=fd_read;
client_infor[index].s_write=fd_write;
}
else//client full 强制关闭客户端
{
kill(client_pid,0);
close(fd_read);
close(fd_write);
unlink(fifo_write);
unlink(fifo_read);
}
FD_SET(fd_read,&read_set);//上线加入列表
//客户端上线请求结束
}
int index;
for(index=0;index<NUM;index++)
{
if(FD_ISSET(client_infor[index].s_read,&ready_set))
{
char recvbuf[1024]="";
read(client_infor[index].s_read,recvbuf,1024);
if(strncmp(recvbuf,"bye",3)==0)//下线处理
{
printf("a client off!\n");
close(client_infor[index].s_read);
close(client_infor[index].s_write);//关描述符
FD_CLR(client_infor[index].s_read,&read_set);//从列表中删去
memset(client_infor+index,-1,sizeof(CLIENT_NODE));//重置
}
else//非下线信息
{
int send_index;
for(send_index=0;send_index<NUM;send_index++)//看谁在线
{
if(client_infor[index].s_write!=-1)
{
write(client_infor[send_index].s_write,recvbuf,strlen(recvbuf));
}
}
}
}
}
}
return 0;
}
客户端设计：永久服务器管道（客户端只向此通道写入）>读写双通道（使用唯一的进程ID创建两通道）>向服务器管道写入唯一进程ID >open打开双通道转化为进程描述符>fork()创建父子进程>父进程负责写信息（用于杀死子进程kill()，unlink()删除通道文件，使用signal(),回收子进程，exit()自杀）
//File Name: myclient.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
void handler(int num)
{
wait(NULL);
exit(-1);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc!=2)
{
printf("Not Input PipeName!\n");
exit(-1);
}
int fd_sever;//服务器管道标识符
int fd_read,fd_write;//读写管道标识符
char buf[1024];
char fifo_write[128]="";
char fifo_read[128]="";
int pid;
fd_sever=open(argv[1],O_WRONLY);//向服务器管道写入信息
sprintf(fifo_read,"%d_read.fifo",getpid());
sprintf(fifo_write,"%d_write.fifo",getpid());
mkfifo(fifo_read,0666);
mkfifo(fifo_write,0666);
FILE *fp=fdopen(fd_sever,"w");
if(fp==NULL)
{
perror("sever link failed!\n");
exit(-1);
}
fprintf(fp,"%d",getpid());//提示服务器上线，并通过进程号告诉服务器自己的读写管道
fflush(fp);
fd_read=open(fifo_read,O_RDONLY);
fd_write=open(fifo_write,O_WRONLY);//文件
printf("%d begin talk!",getpid());
if((pid=fork())>0)//父进程负责写
{
close(fd_read);
signal(17,handler);
//格式化输入
FILE *fdw=fdopen(fd_write,"w");
if(fdw==NULL)
{
printf("the fd_write is failed\n");
exit(-1);
}
while(memset(buf,0,1024),fgets(buf,1024,stdin)!=NULL)
{
fprintf(fdw,"from %d :%s",getpid(),buf);
fflush(fdw);
}
fprintf(fdw,"%s","bye");
fflush(fdw);
printf("kill child!\n");
close(fd_write);
kill(pid,9);
unlink(fifo_read);
unlink(fifo_write);
while(1);
}
else
{
close(fd_write);
while(memset(buf,0,1024),read(fd_read,buf,1024)>0)
{
fflush(stdout);
write(1,buf,strlen(buf));
fflush(stdout);
}
close(fd_read);
}
return 0;
}