基本概念
首先要有一个思维，Linux 上面基本上所有外部设备都是文件，都是通过 IO 来读取，写入的，包括键盘，网络，终端…..
P.S.：为什么终端是呢，想象一下以前大型计算机，只有一台主机，不同人使用，就是有多个终端（物理设备）来操作系统，只不过现在我们用的微机就是一台主机了。
看这张图片，可以看到：
- 外设都是走 I/O 总线，从而与系统交互。
那怎么使用文件呢
一句话：系统打开文件时会生成两个结构一个是在系统表上，一个是在 v-node 表上。前者存储的是某个进程对文件读取的偏移量，后者储存的是文件的固有属性，文件大小，文件权限。
- 文件读取的偏移量：你打开一个文件会进行读取，不可能一次读完，也不可能每次读都从头开始，而是记录你上次读到哪里了，这就是偏移量。
对于某个进程来说：一个进程会打开多个文件，怎么管理呢？有一张表，叫做描述符表，每个打开的文件都有一个 ID，也叫作描述符，你打开文件后，描述符就代表你的文件了。看下面的图
- 子进程继承父进程的文件，有自己的描述符，但是指向相同的文件表。
- 一个进程打开两次同一个文件，会有两个描述符，但是同一个文件表结构。
- 文件表结构只有 refcnt=0 才会关闭，也就是引用他的文件描述符为 0，才会关闭。
P.S.：每个进程会默认打开三个文件，有三个描述符 0= 标准输入 (Stdin)，1= 标准输出 (Stdout)，2= 标准错误 (Stderr)
| 整数值 | 名称 | unistd.h 符号常量 [[1]](https://zh.wikipedia.org/wiki/ 文件描述符#cite_note-1) | stdio.h 文件流 [[2]](https://zh.wikipedia.org/wiki/ 文件描述符#cite_note-2) |
|---|---|---|---|
| 0 | Standard input | STDIN_FILENO | stdin |
| 1 | Standard output | STDOUT_FILENO | stdout |
| 2 | Standard error | STDERR_FILENO | stderr |
Unix IO
打开文件用到了 open 函数返回的是文件描述符，注意两个参数
int open(char *filename, int flags, mode_t mode);
//flags 是进程如何访问这个文件，只读还是只写，或者不存在时新建
//mode 是创建文件时指定权限，就是正常的文件权限，读写执行，这里有一个 umask，
// 每个进程都有一个 umask，通过 umask 函数执行，真正的 mode 为 mode & ~umask
// 出错返回 -1 否则返回文件描述符
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t n);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t n);
读和写文件，Unix IO 读写文件都是无缓冲的，也就是说每次读文件，都要陷入内核态，按照指定的字节大小读取放到给定的字符指针内，如果遇到 EOF 就返回 0，否则返回读取字节大小，出错返回 -1。
- ssize_t 与 size_t，前者是 signed，因为可能返回 -1，后者是 unsigned，读取字节数 >=0。
- EOF，指的是当当前文件位置指向文件的最后，也就是文件偏移量等于文件长度时候，引发的 end-of-file。并不实际存在这个东西。
RIO 与标准库 IO
这些函数有些事要是有缓冲区的，怎么实现的呢，就是新建一个缓冲结构，每次调用 Unix IO 时尽可能的读取足够多的字节（等于缓冲区大小），陷入内核态费时间，这样的话，如果下次再读，直接去缓冲区拿（空间换时间）。
标准库 io 也是格式化输入输出，并且也有缓冲区，但是也有很多问题，不适合在网络编程上使用，
这里就是一些函数，去看书，看具体实现。
要理解我们 read 文件的时候有才需要有缓冲，write 文件的时候缓冲意义就不大了。
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rio read 函数分为两批，参数不同，rio_t 作为参数要先 rio_init。R 大写只不过是封装函数。
// 用 rio_t 作为参数的，有缓冲的。 rio_readinitb(rio_t *rp, int fd); rio_read(); rio_readnb();// 与下面的 readline 函数可以混合使用 rio_readlineb(); // 用 fd 作为参数的，无缓冲的。 rio_readn();write 函数都只需要 fd。
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写入一个文件描述符的时候
其实 writen 和 write 都是差不多的，只不过 writen 会检查是否全部 write 进去了，因为在网络传输，等情况下的时候，可能不会安装设置 n 的大小写入 n 字节，所以 writen 就是加入了一个循环，如果每个字节都读进去，才会完成。
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我们文件都会有一些元数据 (metadata)，例如创建时间，文件类型 balabala 的，有两个函数可一度去这些数据。
int stat(const char* filename, struct stat *buf); int fstat(int fd, struct stat *buf);
重定向
Linux shell 中的 >
$bowser> ls > foo.txt
dup2 函数，cgi 编程会利用此函数，将 std_out 重定向到 client_sockfd
int dup2(int oldfd, int newfd);
// 如果 newfd 已经打开，会先关闭它。
// 一句话：把 newtd 指向 oldfd 的文件表项
dup(5, 0);
// 标准输入重定向到描述符 5 指向的文件表
// 会继承 5 打开文件的文件偏移量。因为指向的是同一个文件表。
疑问
明确几点：
- 带缓冲函数，就是新建立一个结构，储存了 fd（文件描述符），还有缓冲的字节数组，等等东西，代替 fd 来使用。
- 文件偏移量，也就是移动位置是放在文件表结构上的，这里有一个问题，似乎不能多个进程同时打开一个文件。
- 文件元数据 (metadata)，文件大小，文件类型放在 v-node 表上。
- 文件类型，文件中有一个 type 结构指定，例如文本文件，二进制文件，sockets 文件。
- 标准库 IO 是设计为读取文本文件的，所以其他类型文件不合适。