深入理解linux fcntl系统调用
fcntl是一个Linux操作系统中的系统调用，可以让用户程序操作一个文件的属性。这种系统调用在操作文件时特别有用，因为可以访问一些与传统UNIX I/O操作不同的属性。
在本文中，我们将深入探讨fcntl系统调用及其用法，以提供更好的理解和使用。
基本用法
在Linux中，fcntl系统调用的原型如下：
“`
int fcntl(int fd, int cmd, … /* arg */ );
“`
其中，fd是文件的描述符，cmd是要执行的操作，arg是相应的参数。
fcntl 可以执行以下操作：
F_DUPFD
将文件描述符 fd 复制到一个更大的值，从而获得一个新的文件描述符。
F_GETFD
获得文件描述符 fd 的 CLOEXEC 标志位，该标志位指示一个进程是否在执行 exec 调用时关闭该文件描述符。
F_SETFD
设置文件描述符 fd 的 CLOEXEC 标志位。如果 flag 被设置为 1，则在执行 exec 调用时关闭该文件描述符。
F_GETFL
获得文件描述符 fd 的状态标志。例如，是否阻塞，是否 O_NONBLOCK 等。
F_SETFL
设置文件描述符 fd 的状态标志。
F_GETLK
获得与 flock 结构匹配的一个锁。
F_SETLK
设置与 flock 结构匹配的一个锁。
F_SETLKW
与 F_SETLK 相同，但是会将操作阻塞，直到锁被获得。
fcntl系统调用返回值取决于具体的文件描述符和操作。
fcntl示例
下面是一个使用fcntl设置文件描述符标志的示例：
“`
#include
#include
#include
#include
void set_flags(int fd, int flags) {
int curflags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
if (curflags == -1) {
fprintf(stderr, “fcntl F_GETFL fled\n”);
exit(EXIT_FLURE);
}
curflags |= flags;
if (fcntl(fd, F_SETFL, curflags) == -1) {
fprintf(stderr, “fcntl F_SETFL fled\n”);
exit(EXIT_FLURE);
}
}
void clear_flags(int fd, int flags) {
int curflags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
if (curflags == -1) {
fprintf(stderr, “fcntl F_GETFL fled\n”);
exit(EXIT_FLURE);
}
curflags &= ~flags;
if (fcntl(fd, F_SETFL, curflags) == -1) {
fprintf(stderr, “fcntl F_SETFL fled\n”);
exit(EXIT_FLURE);
}
}
int mn() {
int fd = open(“example.txt”, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRON, S_IRUSR | S_IWUSR);
if (fd == -1) {
fprintf(stderr, “open fled\n”);
exit(EXIT_FLURE);
}
set_flags(fd, O_APPEND);
clear_flags(fd, O_APPEND);
close(fd);
return 0;
}
“`
在上面的示例中，我们使用 fcntl 设置文件描述符的标志。在程序开始时，我们打开一个新的文件，然后使用 set_flags 函数将 O_APPEND 标志设置为文件描述符中的标志。接下来，我们使用 clear_flags 函数将该标志取消。
关闭文件描述符并返回 0。
使用fcntl进行文件锁定
fcntl还可以用于锁定文件。
以下是一个使用 fcntl 锁定文件的示例：
“`
#include
#include
#include
#include
int mn() {
int fd = open(“example.txt”, O_CREAT | O_TRUNC | O_WRON, S_IRUSR | S_IWUSR);
if (fd == -1) {
fprintf(stderr, “open fled\n”);
exit(EXIT_FLURE);
}
struct flock lock;
lock.l_type = F_WRLCK;
lock.l_whence = SEEK_SET;
lock.l_start = 0;
lock.l_len = 0;
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) == -1) {
fprintf(stderr, “fcntl F_SETLK fled\n”);
exit(EXIT_FLURE);
}
printf(“Locked the file\n”);
getchar();
lock.l_type = F_UNLCK;
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) == -1) {
fprintf(stderr, “fcntl F_SETLK fled\n”);
exit(EXIT_FLURE);
}
printf(“Unlocked the file\n”);
close(fd);
return 0;
}
“`
在上面的示例中，我们使用 fcntl 锁定一个文件。
我们首先创建一个新的文件并打开它。然后，我们定义了一个文件锁对象 flock，并将其类型设置为 F_WRLCK（写锁）以及开始的位置和锁定的长度（锁定整个文件）。
接下来，我们使用 F_SETLK 操作来锁定文件。此时，如果文件已被锁定，则 F_SETLK 系统调用将返回 -1。
在捕获输入之前，我们等待一下，以便查看文件是否已被锁定。一旦输入被捕获，我们使用 F_UNLCK 操作将文件解锁。
我们关闭文件并返回 0。
通过本文，我们深入了解了 Linux 中的 fcntl 系统调用及其用法。我们了解了不同的文件描述符和操作，并编写了示例程序来演示其用法。
相关问题拓展阅读：
- Windows Socket和Linux Socket编程的区别
Windows Socket和Linux Socket编程的区别
一、 头文件
windows下winsock.h或winsock2.h
linux下netinet/in.h（大部分都在这儿），unistd.h（close函数在这儿），sys/socket.h（在in.h里已经包含了，可以省了）
二、初始化
windows下需要用WSAStartup启动Ws2_32.lib，并且要用#pragma comment(lib,”Ws2_32″)来告知编译器链接该lib。
linux下不需要
三、关闭socket
windows下closesocket(…)
linux下close(…)
四、 类型
windows下SOCKET
linux下int
五、获取错误码
windows下getlasterror()/WSAGetLastError()
linux下，未能成功执行的socket操作会返回-1；如友答散果包含了errno.h，就会设置errno变量
六、设置非阻塞
windows下ioctlsocket()
linux下fcntl()，需要头文件fcntl.h
七、send函数最后一个参数举差
windows下一般设置为0
linux下更好设置为MSG_NOSIGNAL，如果不设置，在发送出错后有可能会导致程序退出
八、 多线程
windows下包含process.h，好氏使用_beginthread和_endthread
linux下包含pthread.h，使用pthread_create和pthread_exit
九、用IP定义一个地址（sockaddr_in的结构的区别）
windows下addr_var.sin_addr.S_un.S_addr
linux下addr_var.sin_addr.s_addr
十、异常处理
linux下当连接断开，还发数据的时候，不仅send()的返回值会有反映，而且还会像系统发送一个异常消息，如果不作处理，系统会出BrokePipe，程序会退出。为此，send()函数的最后一个参数可以设MSG_NOSIGNAL，禁止send()函数向系统发送异常消息。
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