面试题：C语言中Linux文件描述符的打开与关闭

Question

在Linux环境下使用C语言编程，描述一下文件描述符是如何打开和关闭的？请举例说明使用哪些系统调用函数，并且说明打开文件时常见的标志位及其作用。

Answer 1

1. 文件描述符的打开：
   • 在Linux环境下使用C语言打开文件通常使用open系统调用函数。其原型为：int open(const char *pathname, int flags); 或者 int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
   • 例如，以只读方式打开一个文件：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int fd = open("test.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }
    // 这里可以进行文件操作
    close(fd);
    return 0;
}

• 常见标志位及其作用：
  • O_RDONLY：以只读方式打开文件。
  • O_WRONLY：以只写方式打开文件。
  • O_RDWR：以可读可写方式打开文件。
  • O_CREAT：如果文件不存在则创建它。使用此标志时，需要在open函数的第三个参数指定文件的访问权限。
  • O_TRUNC：如果文件存在且以写方式打开，则将其长度截断为0。
  • O_APPEND：每次写操作都追加到文件的末尾。

2. 文件描述符的关闭：
   • 使用close系统调用函数关闭文件描述符。其原型为：int close(int fd);
   • 例如上述代码中的close(fd);语句，它会关闭之前通过open函数打开的文件描述符fd，释放系统资源。如果关闭成功，close函数返回0；否则返回 -1 并设置errno以指示错误原因。