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Unix系统大多数文件i/o只需要：open、read、write、lseek、close这几个函数。但是某些时候我们也需要fcntl、ioctl、sync等函数配合使用。这些函数都是不带缓冲区的I/0(unbuffered I/O),
术语不带缓冲的指的是每个read和write都是内核中的一个系统调用。这些函数都是POSIX和single UNIX Specification的组成部分。
这样说可能有点迷糊，举个例子说明
不带缓存的I/O: read,write,open......
标准(带缓存的)I/O: fgets,fread,fwrite.....
这里使用两个对应的函数进行比较：
ssize_t write(int filedes, const void *buff, size_t nbytes) size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *fp)
上面的buff和ptr都是指应用程序自己使用的buffer，实际上当需要对文件进行写操作时，都会先写到内核所设的缓冲存储器。如果该缓存未满，则并不将其排入输出队列，直到缓存写满
或者内核再次需要重新使用此缓存时才将其排入磁盘I/O输入队列，再进行实际的I/O操作，也就是此时才把数据真正写到磁盘，这种技术叫延迟写。
1、如果我们直接用非缓存I/O对内核的缓冲区进行读写，会产生许多管理不善而造成的麻烦（如一次性写入过多，或多次系统调用导致的效率低下）。
2、标准(带缓存的)I/O为我们解决了这些问题，它处理很多细节，如缓冲区分配，以优化长度执行I/O等，更便于我们使用。
一切皆是文件”是 Unix/Linux 的基本哲学之一。不仅普通的文件，目录、字符设备、块设备、 套接字等在 Unix/Linux 中都是以文件被对待；它们虽然类型不同，但是对其提供的却是同一套操作界面。
对内核而言，所有打开的文件都是通过文件描述符引用的，文件描述符是一个非负的整数，当打开一个现有文件或创建一个新文件，内核向进程返回一个文件描述符。按照惯例，unix系统shell把文件描述符0与进程的标准的输入关联，
文件描述符1与标准的输出关联，文件描述符2与标准错误关联。幻数0,1,2虽然已被标准化，我们在使用的时候应该用STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO、STDERR_FILENO符号代替以提高可读性
unix系统支持在不同进程间共享打开的文件。
内核使用三种数据结果表示打开的文件。
（1）每个进程在进程表中都有一个记录项，记录项中包含有一张打开文件的描述符表，可将其视为一个矢量，每个描述符占用一项。
每个文件描述符相关连的是：
（2）内核为所有打开文件维持一张文件表。每个文件表项包含：
（3）每个打开的文件都有一个v节点结构。v节点包含了文件类型和对此文件进行各种操作的函数的指针。对于大多数文件，v节点还包括了该文件的i节点。这些信息是再打开文件时从磁盘上读入内存的。这些文件都是从磁盘读入内存的，所以可以快速使用这些参数。
note：Linux没有使用v节点，而是使用了通用的i节点。
此图为打开文件的内核数据结构，该进程有两个不同的打开文件，一个文件打开为标准输入，另一个打开为标准输出。
如果两个独立进程各自打开同一个文件，则有如图所示
我们假设第一个进程在文件描述符3打开该文件，而另一个进程在文件描述符4上打开该文件。打开该文件的每个进程都得到一个文件表项。但对一个给定的文件只有一个v节点表项。每个进程都有自己的一个文件表项，理由是每个进程都要有对一个文件的偏移量。
下面描述上图的产生事件：
可能有多个文件描述符指向同一个文件表项
fork 后也会发生同样的情况，此时父子进程对于每个打开文件描述符共享同一个文件表项。
note：文件描述符标志和恩见状态标志在作用域方面的区别。潜质只用与一个进程的一个进程描述符。而后者则使用语指向改给定文件表项的任何进程中的所有描述符。
当我们看到多个进程进行对一个文件同时操作的时候，这时候就产生了冲突，如何避免呢，那么就是下一节原子操作~
2017/4/5(2天一博客连载Unix环境编程）加油
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原文地址：http://www.cnblogs.com/smartxuchao/p/6671231.html
