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解析 Linux read 函數(shù)

來(lái)源:千鋒教育
發(fā)布人:xqq
時(shí)間: 2023-11-24 19:29:45 1700825385

一、read 函數(shù)基礎(chǔ)用法

read 函數(shù)是 Linux 系統(tǒng)中的一個(gè)非常常用的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù),其定義如下:

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

其中,

fd:文件描述符,代表我們要讀取的文件,可以是標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出、標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出、普通文件或者其他類(lèi)型的文件。 buf:讀取數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的地址。 count:要讀取的字節(jié)數(shù)。

read 函數(shù)的返回值為實(shí)際讀取到的字節(jié)數(shù),如果返回值為 0,表示讀取到文件末尾,如果返回值為 -1,表示讀取錯(cuò)誤。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的 read 函數(shù)的示例:

// 從標(biāo)準(zhǔn)輸入中讀取數(shù)據(jù)
#include  
#include 

int main() {
  char buffer[1024];
  ssize_t size = read(STDIN_FILENO, buffer, sizeof(buffer));
  printf("讀取到 %ld 字節(jié)的數(shù)據(jù):\n%s", size, buffer);
  return 0;
}

上面的程序從標(biāo)準(zhǔn)輸入中讀取數(shù)據(jù),然后將讀取到的數(shù)據(jù)輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出中。

二、read 函數(shù)返回值處理

read 函數(shù)是一個(gè)阻塞函數(shù),如果我們嘗試讀取的文件當(dāng)前沒(méi)有數(shù)據(jù)可讀,那么 read 函數(shù)會(huì)進(jìn)行阻塞,直到有數(shù)據(jù)可讀。

下面是一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)編程中常見(jiàn)的使用 read 函數(shù)的示例,我們需要從 socket 中讀取數(shù)據(jù):

#include 
#include 
#include 

int main() {
  int sockfd;
  char buffer[1024];
  ssize_t size = read(sockfd, buffer, sizeof(buffer));
  if (size == 0) {
    printf("連接關(guān)閉\n");
  } else if (size < 0) {
    perror("讀取數(shù)據(jù)失敗");
    exit(EXIT_FAILURE);
  } else {
    printf("讀取到 %ld 字節(jié)數(shù)據(jù):%s\n", size, buffer);
  }
  return 0;
}

在上面的代碼中,我們讀取了一個(gè) sockfd 代表的 socket 的數(shù)據(jù)。如果 read 函數(shù)返回 0,表示連接已經(jīng)關(guān)閉,我們需要關(guān)閉 socket;如果返回 -1,說(shuō)明讀取錯(cuò)誤,我們需要打印 perror 中的錯(cuò)誤信息;否則就說(shuō)明讀取到了數(shù)據(jù),我們需要處理讀取到的數(shù)據(jù)。

三、read 函數(shù)的非阻塞模式

read 函數(shù)的阻塞模式在網(wǎng)絡(luò)編程中經(jīng)常會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題,比如當(dāng)我們需要同時(shí)處理多個(gè)連接的時(shí)候,如果有一個(gè)連接出現(xiàn)了阻塞,那么整個(gè)程序都會(huì)被阻塞。

因此,我們需要使用非阻塞模式的 read 函數(shù)。

下面是一個(gè)使用非阻塞模式讀取數(shù)據(jù)的示例:

#include 
#include 
#include 

int main() {
  int sockfd;
  char buffer[1024];
  int flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
  if (flags < 0) {
    perror("獲取文件描述符標(biāo)志位失敗");
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);
  ssize_t size = read(sockfd, buffer, sizeof(buffer));
  if (size == 0) {
    printf("連接關(guān)閉\n");
  } else if (size < 0) {
    if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) {
      printf("沒(méi)有數(shù)據(jù)可讀\n");
    } else {
      perror("讀取數(shù)據(jù)失敗");
      exit(EXIT_FAILURE);
    }
  } else {
    printf("讀取到 %ld 字節(jié)數(shù)據(jù):%s\n", size, buffer);
  }
  return 0;
}

在上面這個(gè)示例中,我們首先獲取 sockfd 的標(biāo)志位 flags,然后將其設(shè)置為非阻塞模式。

當(dāng) read 函數(shù)返回 -1 的時(shí)候,我們需要判斷 errno 是否為 EAGAIN 或者 EWOULDBLOCK,如果是這兩個(gè)錯(cuò)誤碼,說(shuō)明當(dāng)前沒(méi)有數(shù)據(jù)可讀,我們需要稍后再試;否則說(shuō)明出現(xiàn)了其他的錯(cuò)誤,需要立即退出程序。

四、read 函數(shù)與寫(xiě)入操作的錯(cuò)誤處理

當(dāng)我們使用 read 函數(shù)讀取數(shù)據(jù)時(shí),常常需要將讀取到的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到其他文件中。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的將數(shù)據(jù)從一個(gè)文件中讀取出來(lái),然后寫(xiě)入到另一個(gè)文件中的示例:

#include 
#include 

int main() {
  char buffer[1024];
  ssize_t size;
  int infd = open("input.txt", O_RDONLY);
  if (infd == -1) {
    perror("打開(kāi)文件時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤");
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  int outfd = open("output.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
  if (outfd == -1) {
    perror("打開(kāi)文件時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤");
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  while ((size = read(infd, buffer, sizeof(buffer))) > 0) {
    if (write(outfd, buffer, size) != size) {
      perror("寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤");
      exit(EXIT_FAILURE);
    }
  }
  if (size < 0) {
    perror("讀取文件時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤");
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  close(infd);
  close(outfd);
  return 0;
}

在這個(gè)程序中,我們首先打開(kāi)了兩個(gè)文件,然后從 input.txt 文件中讀取數(shù)據(jù),將其寫(xiě)入到 output.txt 文件中。

當(dāng) read 函數(shù)返回錯(cuò)誤時(shí),我們需要打印 perror 中的錯(cuò)誤信息,并立即退出程序。

當(dāng) write 函數(shù)寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)不等于我們要寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)時(shí),說(shuō)明寫(xiě)入錯(cuò)誤,同樣需要立即退出程序。

五、小結(jié)

在本文中,我們?cè)敿?xì)解析了 Linux 系統(tǒng)中一個(gè)非常常用的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)——read 函數(shù)。我們從基礎(chǔ)用法、返回值處理、非阻塞模式、錯(cuò)誤處理等多個(gè)方面對(duì) read 函數(shù)進(jìn)行了闡述。

希望這篇文章能夠幫助你更好地理解和使用 read 函數(shù)。如果你想深入了解 Linux 系統(tǒng)編程,我也歡迎你來(lái)閱讀我的其他文章。

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