标准I/O (一).fopen

前言

当前的计算系统除了包括对数据有 加工和处理 以外还有 搬运

这个 搬运 代表着 输入和输出 ，及 input/output ，简称 I/O

UNIX/Linux 的缔造者们将数据的 来源和目标 都抽象为 文件，所以在 UNIX/Linux 系统中 一切皆文件

一切皆文件 不仅仅对磁盘，还包括鼠标，键盘，显示器这些设备，那么对这些设备的操作也都抽象成了对 文件的I/O操作

这里分享一下我在学习 UNIX I/O 库过程中的笔记和心得

概要

标准I/O

将常用的处理过程封装成库以供其它模块调用，可以有效降低计算系统内各部件之间的耦合度，增强系统的健壮性和可移植性

不仅是UNIX，很多其它操作系统都实现了标准I/O库，所以这个库由ISO C标准说明 (# include <stdio.h> 中包含了标准I/O库)

标准I/O库处理很多细节，如缓冲区分配，以优化的块长度执行I/O等操作，这些工作帮助开发者将注意力从这些琐碎繁杂的事务中抽出，投放到更有价值的业务逻辑中

Tip: 标准I/O库是在1975年左右编写的，35年来几乎没有被修改过，后人发现里面存在很多不足，其中很大一个不足就是效率不高，所以后来又有很多的替代包，然而许多标准I/O库的实现在C函数库中可用，这种C函数为内存较小的系统(如嵌入式系统)设计的，这些实现对于合理内存要求的关注超过了对可移植性、速度以及功能性等方面的关注，所以成为了其合理存在的原因

Note: 标准I/O库并不完善，它有很多不足，一些属于基本设计，但是大多数则与各种不同的实现有关，标准I/O库使用了缓冲技术，而这正是产生很多问题，引起许多混淆的部分

fopen

File *fopen(const char*path,const char *mode)

操作系统最多可以打开多少个文件

#include <stdio.h> //标准IO库在这里

int main()
{
  int i=0;
  FILE *fp; 
  while((fp=fopen("xx","w+")))i++; //不断打开文件xx，直到打开不了(fopen函数返回空指针)，过程中使用i进行计数
  printf("%d\n",i); //将计数结果进行打印
  return 0;
}

fopen 的返回值是，文件顺利打开后，指向该流的文件指针就会被返回，若打开文件失败则返回NULL，并把错误代码存在errno中

以上的代码中，为NULL会导致while判断为条件不成立，从而跳出循环，停止计数

如果文件指针不断被打开而不释放(fclose()) , 在程序结束前就会逐渐耗尽系统资源

Note: 文件打开数是一种系统资源，是有上限的，虽然程序退出后，系统会帮忙清理，但在程序设计中，打开文件，使用完后进行手动关闭是一种很好的习惯，这样可以有效避免缓存未刷新的潜在隐患

编译执行

emacs@ubuntu:~/c$ alias gtc
alias gtc='gcc -Wall -g -o'
emacs@ubuntu:~/c$ gtc openfile.x openfile.c
emacs@ubuntu:~/c$ ./openfile.x 
1021
emacs@ubuntu:~/c$ 

为什么是 1021 呢，默认系统中是可以打开 1024 个文件的

emacs@ubuntu:~/c$ ulimit -n
1024
emacs@ubuntu:~/c$ 

从0开始最大文件描述符就是1023，然而 0、1、2 分别已经被 标准输入，标准输出，标准错误输出 占据了，所以剩下的还有 1021 个可用资源

原文地址