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Linux輸入輸出過程詳解

在計算機系統中,輸入輸出(IO)是非常關鍵的一環(huán)。Linux系統中的IO是由內核來負責管理的。當一個進程需要進行IO操作時,需要調用系統調用,進入內核空間,由內核來完成IO操作。本文將介紹Linux系統中IO的具體實現過程。
一、文件描述符
在Linux系統中,所有IO操作都是通過文件描述符來進行的。每個進程都有一個文件描述符表,用來存儲打開文件的信息。當一個進程需要進行IO操作時,需要通過文件描述符來訪問文件。文件描述符是一個非負整數,標識一個打開的文件。標準輸入、標準輸出和標準錯誤都有固定的文件描述符,分別是0、1和2。
二、文件IO
在進行文件IO操作時,應用程序首先需要打開一個文件。當調用open系統調用打開一個文件時,內核會查找文件系統中是否存在該文件。如果文件不存在,則會返回錯誤。當成功打開文件后,open系統調用會返回一個文件描述符,應用程序可以使用該文件描述符來訪問該文件。
對于文件的讀寫操作,應用程序可以使用read和write系統調用來進行讀寫。在進行讀寫操作時,需要指定文件描述符、讀寫緩存和讀寫長度。當讀寫操作完成后,read和write系統調用會返回讀寫的字節(jié)數。
當一個進程需要關閉一個文件時,需要使用close系統調用。close系統調用會釋放文件描述符,并將文件描述符從文件描述符表中刪除。當文件被關閉后,再次使用該文件的操作會返回錯誤。
三、標準IO
標準輸入、標準輸出和標準錯誤是每個進程都自帶的文件,分別對應文件描述符0、1和2。為了方便應用程序的使用,標準輸入輸出提供了高級操作。在進行標準IO操作時,應用程序可以使用stdio庫提供的函數來完成讀寫操作。
對于輸出操作,應用程序可以使用printf和puts函數來進行輸出。這些函數會將輸出內容保存在輸出緩存中,而不會立即輸出到屏幕上。當緩存大小達到一定程度或者遇見換行符時,才會將緩存中的內容輸出到屏幕上。
對于輸入操作,應用程序需要使用scanf和fgets函數來進行輸入。這些函數會將輸入內容保存在輸入緩存中,等待應用程序讀取。
四、網絡IO
網絡IO是指在網絡中進行的讀寫操作。在Linux系統中,網絡IO操作與文件IO操作類似,都是通過文件描述符來進行的。當應用程序需要進行網絡IO操作時,需要使用socket系統調用創(chuàng)建一個socket。socket系統調用會返回一個文件描述符,應用程序可以通過該文件描述符來進行網絡IO操作。
對于網絡IO讀寫操作,應用程序可以使用read和write系統調用,也可以使用高級別的操作函數,如send和recv。send和recv函數與read和write函數類似,也是進行讀寫操作,并且提供了更多的選項和控制。
五、異步IO
異步IO是指應用程序可以在進行IO操作的同時執(zhí)行其他任務。在異步IO操作中,應用程序不需要等待IO操作完成后再繼續(xù)執(zhí)行后面的任務。在Linux系統中,異步IO操作是通過o_*系列函數來實現的。
o_read和o_write函數與read和write函數類似,也是進行讀寫操作。但是它們是異步IO操作,當進行IO操作時,應用程序可以繼續(xù)執(zhí)行其他任務。當IO操作完成后,會觸發(fā)一個信號,告知應用程序IO操作已完成,應用程序可以在信號處理函數中處理IO操作的結果。
六、
本文介紹了Linux系統中IO的實現過程。文件IO、標準IO、網絡IO和異步IO都是通過文件描述符來進行,內核會根據文件描述符來管理所有IO操作。應用程序可以使用各種系統調用和庫函數來進行IO操作,并且可以根據實際情況選擇合適的IO操作方式。IO操作是計算機系統中重要的一環(huán),對于應用程序的性能和效率都有著非常重要的影響。
相關問題拓展閱讀:
- 如何在linux下把一文件內容導入另一個文件中?
如何在linux下把一文件內容導入另一個文件中?
在linux下把一文件內容導入另一個文件中通常是使用 cat + 重定向.
如 cat file.txt >>file2.txt //把之一悉弊搭個文件的內容附加到第二個文件的后面.
Linux重定向
重定向能夠實現Linux命令的輸入輸出與文件之間重定向,以及實現將多個命令組合起來實現更加強大的命令。這部分涉及到的比較多的命令主要有:
cat:連接文睜拿件
sort:排序文本行
uniq:忽略或者報告重復行
wc:統計文件的行數、詞數、字節(jié)數
grep:打印匹配制定模式的行
head:輸出文件的頭部卜拿
tail:輸出文件的尾部
tee:從標準輸入讀,并往標準輸出或者文件寫
cat 1.txt > 2.txt
通過這個命令可以把當前目錄1.txt的文件中的內容導入到2.txt,如果當前目錄不存在2.txt文件,這個命令也旅悉會在當前目錄拆茄乎下新建它,如果想追加重定向,那納鏈么用:cat 1.txt >> 2.txt
sed, awk. tail, head, bash….perl, ruby, python ….etc
都可,但沒有改豎搏文件樣本和你想核祥要的效果,很纖察難寫出代碼
cat file1 >file2
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文章題目:取到輸出的過程Linux輸入輸出過程詳解(linux從輸入讀)
本文來源:http://www.dlmjj.cn/article/coiiipi.html


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