Linux系统中的文件控制fcntl函数的使用

柔光的暖阳◎ 2023-10-17 11:34 55阅读 0赞

#### fcntl函数的作用： ####

Linux系统中，可以用fcntl函数改变一个已打开的文件的属性，可以重新设置文件为读、写、追加、非阻塞等标志，而不需要再调用open函数。

#### fcntl函数的声明： ####

#include<unistd.h>
    #include<fcntl.h>
    
    int fcntl(int fd , int cmd);
    int fcntl(int fd,int cmd,long arg);
    int fcntl(int fd,int cmd,struct flock * lock);

**函数说明：**

fcntl函数的功能：

fcntl()用来操作文件描述词的一些特性。参数fd代表欲设置的文件描述词，参数cmd代表欲操作的指令。

有以下几种情况:

> F\_DUPFD：用来查找大于或等于参数arg的最小且仍未使用的文件描述词，并且复制参数fd的文件描述词。执行成功则返回新复制的文件描述词。请参考dup2()。
> 
> F\_GETFD：取得close-on-exec标志。若此标志的FD\_CLOEXEC位为0，代表在调用exec()相关函数时文件将不会关闭。
> 
> F\_SETFD： 设置close-on-exec 标志。该标志以参数arg 的FD\_CLOEXEC位决定。
> 
> F\_GETFL： 取得文件描述词状态标志，此标志为open（）的参数flags。
> 
> F\_SETFL： 设置文件描述词状态标志，参数arg为新标志，但只允许O\_APPEND、O\_NONBLOCK和O\_ASYNC位的改变，其他位的改变将不受影响。
> 
> F\_GETLK： 取得文件锁定的状态。
> 
> F\_SETLK： 设置文件锁定的状态。此时flcok 结构的l\_type 值必须是F\_RDLCK、F\_WRLCK或F\_UNLCK。如果无法建立锁定，则返回-1，错误代码为EACCES 或EAGAIN。
> 
> F\_SETLKW： 与F\_SETLK 作用相同，但是无法建立锁定时，此调用会一直等到锁定动作成功为止。若在等待锁定的过程中被信号中断时，会立即返回-1，错误代码为EINTR。
> 
> 参数lock指针为flock 结构指针，定义如下：
> 
>     struct flcok
>     {
>         short int l_type; /* 锁定的状态*/
>         short int l_whence;/*决定l_start位置*/
>         off_t l_start; /*锁定区域的开头位置*/
>         off_t l_len; /*锁定区域的大小*/
>         pid_t l_pid; /*锁定动作的进程*/
>     };
> 
> 其中，  
> l\_type 有三种状态:
> 
> F\_RDLCK 建立一个供读取用的锁定  
> F\_WRLCK 建立一个供写入用的锁定  
> F\_UNLCK 删除之前建立的锁定
> 
> l\_whence 也有三种方式:
> 
> SEEK\_SET 以文件开头为锁定的起始位置。  
> SEEK\_CUR 以目前文件读写位置为锁定的起始位置  
> SEEK\_END 以文件结尾为锁定的起始位置。

**返回值：**  
成功则返回0，若有错误则返回-1，错误原因存于errno.

#### fcntl函数使用举例： ####

功能：从标准输入读取数据，再输出到标准输出。要求即使没有输入，也不能阻塞。

代码如下（fcntl\_test.c）：

#include <unistd.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <errno.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    
    int test_fun() {
        char buf[10];
        int fcntl_flags;
    
        char prompt[] = "please input text:\n";
    
        /*从标准输入取标志位*/
        fcntl_flags = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL);
    
        /*增加非阻塞状态标志*/
        fcntl_flags |= O_NONBLOCK;
    
        /*重写标准输入标志位*/
        if (fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, fcntl_flags) == -1)
        {
            cout << "fcntl fail." << endl;
            return -1;
        }
    
        while(1) {
            /*读取数据从标准输入*/
            int n = read(STDIN_FILENO, buf, 10);
            if (n < 0) {
                if (errno == EAGAIN) {
                    sleep(1);
                    write(STDOUT_FILENO, prompt, strlen(prompt));
                    continue;
                }
                return 1;
            }
            write(STDOUT_FILENO, buf, n);
            return 0;
        }
    }
    
    int main(void)
    {
        int res = test_fun();
        cout <<"res:" <<res;
        return 0;
    }

编译和运行：

> g++ fcntl\_test.c -o fcntl\_test

> % ./fcntl\_test
> 
> please input text:
> 
> please input text:
> 
> please input text:
> 
> aaa
> 
> please input text:
> 
> aaa
> 
> res:0

当没有数据输入时，在while(1)循环中一直打印“please input text:“，直到有数据输入。从标准输入将输入的数据读出，并且输出到标准输出中。

可以看到，虽然没有数据输入，但是，并没有阻塞程序（一直在输出“please input text”）。

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