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高级IO函数
用于创建文件描述符的函数
pipe
pipe函数可用于创建一个管道，以实现进程间通信。
pipe函数的参数是一个包含两个int型整数的数组指针。
成功时返回0，并将一对打开的文件描述符值填入其参数指向的数组。 如果失败，则返回-1并设置errno。
往$fd[1]$写入的数据可以从$fd[0]$读出。要实现双向数据的传输，就应该使用两个管道。
socket的基础API中有一个socketpair函数。它能足够方便地创建双向管道
#include＜sys/types.h＞
#include＜sys/socket.h＞
int socketpair(int domain,int type,int protocol,int fd[2]);
前三个参数与socket系统调用的参数完全相同。socketpair创建的这对文件描述符都是既可读又可写的。
dup函数和dup2函数
把标准输入重定向到一个文件,或者把标准输出重定向到一个网络连接(比如CGI编程)。
可以通过用于复制文件描述符的dup或dup2函数实现：
#include＜unistd.h＞
int dup(int file_descriptor);
int dup2(int file_descriptor_one,int file_descriptor_two);
dup函数创建一个新的文件描述符，该新文件描述符和原有文件描 述符file_descriptor指向相同的文件、管道或者网络连接。并且dup返回 的文件描述符总是取系统当前可用的最小整数值。dup2和dup类似，不 过它将返回第一个不小于file_descriptor_two的整数值。dup和dup2系统 调用失败时返回-1并设置errno。
close(STDOUT_FILENO);
dup(connfd);
printf("ABCD\n");
close(connfd);
关闭标准输出文件描述符 STDOUT_FILENO（其值是1），然后复制socket文件描述符connfd。 因为dup总是返回系统中最小的可用文件描述符，所以它的返回值实际上是1。服务器输出到标准输出的内容（这里是“abcd”）就会直接发送到与客户连接对应的socket上，因此printf调用的输出将被客户端获得（而不是显示在 服务器程序的终端上）。这就是CGI服务器的基本工作原理。
用于读写数据的函数
readv函数和writev函数
readv函数将数据从文件描述符读到分散的内存块中，即分散读；
writev函数则将多块分散的内存数据一并写入文件描述符中，即集中写。
#include＜sys/uio.h＞
ssize_t readv(int fd,const struct iovec*vector,int count)；
ssize_t writev(int fd,const struct iovec*vector,int count);
fd参数是被操作的目标文件描述符。
vector参数的类型是iovec结构 数组。iovec结构体描述一块内存区。 count参数是vector数组的长度，即有多少块内存数据需要从fd读出或写到fd。
readv和writev在成功时返回读出/写入fd的字节数，失败则返 回-1并设置errno。相当于简化版的recvmsg和sendmsg函数。
if(connfd<0) {
printf("error is %d\n",errno);
}
else {
/*用于保存HTTP应答的状态行、头部字段和一个空行的缓存区*/
char header_buf[BUFFER_SIZE];
memset(header_buf,'\0',BUFFER_SIZE);
/*用于存放目标文件内容的应用程序缓存*/
char *file_buf;
/*用于获取目标文件的属性，比如是否为目录，文件大小等*/
struct stat flie_stat;
/*记录目标文件是否是有效文件*/
bool valid = true;
/*缓存区header_buf目前已经使用了多少字节的空间*/
int len = 0;
if(stat(filename,&flie_stat)<0) {//目标文件不存在
valid = false;
// printf("valid:false\n");
}
else{
if(S_ISDIR(flie_stat.st_mode)) {//目标文件是一个目录
valid = false;
// printf("valid:false\n");
}
else if(flie_stat.st_mode&S_IROTH) {//当前用户有读取目标文件的权限
/*动态分配缓存区file_buf，并指定其大小为目标文件的大小file_stat.st_size 加1，然后将目标文件读入缓存区file_buf中*/
int fd = open(filename,O_RDONLY);
file_buf = new char[flie_stat.st_size+1];
memset(file_buf,'\0',flie_stat.st_size+1);
if(read(fd,file_buf,flie_stat.st_size+1)<0) {
valid = false;
}
}
else {
valid = false;
}
}
if(valid) {
/*下面这部分内容将HTTP应答的状态行、“Content-Length”头部字段和一个空行依 次加入header_buf中*/
ret = snprintf(header_buf,BUFFER_SIZE-1,"%s%s\r\n","HTTP/1.1 ",status_line[0]);
len+=ret;
ret = snprintf(header_buf+len,BUFFER_SIZE-1-len,"Content-Length:%d\r\n",flie_stat.st_size);
len+=ret;
ret = snprintf(header_buf+len,BUFFER_SIZE-1-len,"%s","\r\n");
// len+=ret;
struct iovec iv[2];
iv[0].iov_base = header_buf;
iv[0].iov_len = strlen(header_buf);
iv[1].iov_base = file_buf;
iv[1].iov_len = flie_stat.st_size;
ret = writev(connfd,iv,2);
}
else {
ret = snprintf(header_buf,BUFFER_SIZE-1,"%s%s\r\n","HTTP/1.1",status_line[1]);
len+=ret;
ret = snprintf(header_buf+len,BUFFER_SIZE-len-1,"%s","\r\n");
send(connfd,header_buf,strlen(header_buf),0);
}
close(connfd);
delete[] file_buf;
}
sendfile函数
sendfile函数在两个文件描述符之间直接传递数据（完全在内核中操作），从而避免了内核缓冲区和用户缓冲区之间的数据拷贝，效率很高，这被称为零拷贝。
#include＜sys/sendfile.h＞
ssize_t sendfile(int out_fd,int in_fd,off_t*offset,size_t count);
in_fd参数是待读出内容的文件描述符，out_fd参数是待写入内容的文件描述符。offset参数指定从读入文件流的哪个位置开始读，如果为空，则使用读入文件流默认的起始位置。count参数指定在文件描述符in_fd和out_fd之间传输的字节数。sendfile成功时返回传输的字节 数，失败则返回-1并设置errno。
in_fd必 须是一个支持类似mmap函数的文件描述符，即它必须指向真实的文件，不能是socket和管道；而out_fd则必须是一个socket。
sendfile(connfd,filefd,NULL,stat_buf.st_size);
mmap函数和munmap函数
mmap函数用于申请一段内存空间。我们可以将这段内存作为进程间通信的共享内存，也可以将文件直接映射到其中。munmap函数则释 放由mmap创建的这段内存空间。
#include＜sys/mman.h＞
void*mmap(void*start,size_t length,int prot,int flags,int fd,off_t offset);
int munmap(void*start,size_t length);
start参数允许用户使用某个特定的地址作为这段内存的起始地址。 如果它被设置成NULL，则系统自动分配一个地址。
length参数指定内存段的长度。prot参数用来设置内存段的访问权限。
- PROT_READ，内存段可读。
- PROT_WRITE，内存段可写。
- PROT_EXEC，内存段可执行。
- PROT_NONE，内存段不能被访问。
flags参数控制内存段内容被修改后程序的行为。它可以被设置为表中的某些值（这里仅列出了常用的值）的按位或（其
MAP_SHARED和MAP_PRIVATE是互斥的，不能同时指定）。
| 常用值 | 含义 |
|---|---|
| MAP_SHARED | 在进程间共享这段内存。对该内存段的修改将反应到被映射的文件中，它提供了进程间共享内存的POSIX方法 |
| MAP_PRIVATE | 内存段为调用进程所私有。对该内存段的修改不会被反应到被映射的文件中 |
| MAP_ANONYMOUS | 这段内存不是从文件映射而来的。其内容被初始化为全0。这种情况下，mmap的最后两个参数会被忽略。 |
| MAP_FIXED | 内存段必须位于start参数指定的地址处。start必须是内存页面大小（4096字节）的整数倍。 |
| MAP_HUGETLB | 按照“大内存页面”来分配内存空间。“大内存页面”的大小可通过/proc/meminfo文件练查看 |
fd参数是被映射文件对应的文件描述符。它一般通过open系统调用获得。offset参数设置从文件的何处开始映射（对于不需要读入整个文 件的情况）。
mmap函数成功时返回指向目标内存区域的指针，失败则返回 MAP_FAILED（(void*)-1）并设置errno。munmap函数成功时返回0， 失败则返回-1并设置errno。
splice函数
splice函数用于在两个文件描述符之间移动数据，也是零拷贝操作。
#include <fcntl.h>
ssize_t splice(int fd_in,loff_t *off_in,int fd_out,loff_t *off_out,size_t len,unsigned int flags);
fd_in参数是待输入数据的文件描述符。如果fd_in是一个管道文件描述符，那么off_in参数必须被设置为NULL。如果fd_in不是一个管道 文件描述符（比如socket），那么off_in表示从输入数据流的何处开始 读取数据。此时，若off_in被设置为NULL，则表示从输入数据流的当 前偏移位置读入；若off_in不为NULL，则它将指出具体的偏移位置。
fd_out/off_out参数的含义与fd_in/off_in相同，不过用于输出数据流。
len 参数指定移动数据的长度；flags参数则控制数据如何移动。
使用splice函数时，fd_in和fd_out必须至少有一个是管道文件描述符。
splice函数调用成功时返回移动字节的数量。它可能返回0，表示没有数据需要移动，这发生在从管道中读取数据（fd_in是管道文件描述 符）而该管道没有被写入任何数据时。
tee函数
tee函数在两个管道文件描述符之间复制数据，也是零拷贝操作。 它不消耗数据，因此源文件描述符上的数据仍然可以用于后续的读操作。
#include＜fcntl.h＞
ssize_t tee(int fd_in,int fd_out,size_t len,unsigned int flags);
该函数的参数的含义与splice相同（但fd_in和fd_out必须都是管道文件描述符）。
tee函数成功时返回在两个文件描述符之间复制的数据 数量（字节数）。返回0表示没有复制任何数据。tee失败时返回-1并设 置errno。
用于控制IO行为和属性的函数
fcntl函数
fcntl函数，正如其名字（file control）描述的那样，提供了对文件描述符的各种控制操作。
另外一个常见的控制文件描述符属性和行为 的系统调用是ioctl，而且ioctl比fcntl能够执行更多的控制。
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd,int cmd,...)
fd参数是被操作的文件描述符，cmd参数指定执行何种类型的操作。根据操作类型的不同，该函数可能还需要第三个可选参数arg。
int setnonblocking(int fd)
{
int old_option=fcntl(fd,F_GETFL);/*获取文件描述符旧的状态标志*/
int new_option=old_option|O_NONBLOCK;/*设置非阻塞标志*/
fcntl(fd,F_SETFL,new_option);
return old_option;/*返回文件描述符旧的状态标志，以便*/ /*日后恢复该状态标志*/
}