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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