文件I/O（不带缓冲）概述

一、引言

UNIX系统中大多数文件I/O只需用到5个函数：open、read、write、lseek以及close。这些函数经常被称为不带缓冲的I/O（unbuffered I/O）。术语不带缓冲指的是每个read和write都调用内核中的一个系统调用。这些不带缓冲的I/O函数不是ISO C的组成部分，但是，它们是POSIX.1和Single UNIX Specification的组成部分。

二、文件描述符

对于内核而言，所有打开的文件都通过文件描述符引用。文件描述符是一个非负整数。当打开一个现有文件或创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。当读或写一个文件时，使用open或write返回的文件描述符标识该文件，将其作为参数传送给read或write。

按照惯例，UNIX系统shell使用文件描述符0与进程的标准输入相关联，文件描述符1与标准输出相关联，文件描述符2与标准出错输出相关联。这是各种shell以及很多应用程序使用的惯例，而与UNIX内核无关。尽管如此，如果不遵照这种惯例，那么很多UNIX系统应用程序就不能正常工作。

在依从POSIX的应用程序中，幻数0、1、2应当替换成符号常量STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO和STDERR_FILENO。这些常量都定义在头文件<unistd.h>中。

文件描述符的变化范围是0-OPEN_MAX。早期的UNIX系统实现采用的上限值是19（允许每个进程最多打开20个文件），但现在很多系统则将其增至63。

对于FreeBSD 5.2.1、Mac OS X 10.3以及Solaris 9，文件描述符的变化范围实际上是无限的，它只受到系统配置的存储器总量、整型的字长以及系统管理员所配置的软限制和硬限制的约束。Linux 2.4.22对于每个进程的文件描述符数的硬限制是1 048 576。

本篇博文内容摘自《UNIX环境高级编程》（第二版），仅作个人学习记录所用。关于本书可参考：http://www.apuebook.com/。