通过前面几节的介绍，相信朋友们都能搭建自己的 linux 开发环境了。
接下来，小编决定介绍一下 linux 中 C语言程序开发中常用的一些函数，并在这一实践过程中进一步了解 linux 内核。这样不至于使学习过程太过枯燥，也能顺便积累一些开发经验。
在整理这些函数的过程中，小编发现即使是经常使用的函数，也有一些值得回味的东西。
I/O 函数的缓冲
先来说说 linux 中 C语言程序开发常用的 I/O 函数。大多数程序员常常将 I/O 函数分为“带缓冲”的和“不带缓冲”的两类。
这里说的“缓冲”其实是指用户空间的一块内存区域。一般来说，“带缓冲”的 I/O 函数写数据时，并不直接写磁盘介质，而是将数据先写到这块内存缓冲中，之后用户空间缓冲中的数据会被传送到系统缓冲中（fflush函数可以加速这一过程），稍后 linux 内核会将系统缓冲中的数据送完磁盘驱动器（fsync函数可以加速这一过程），这之后，数据才真正的被写入磁盘。
设计缓冲的原因，主要是因为目前内存的读写速度（常 ns 级）往往远大于硬盘的读写速度（常 ms 级）。因此，缓冲区的建立可以尽力避免太过频繁的写磁盘。而且对于硬盘来说，写入一个字节可能跟写入一个扇区没什么两样，程序员每次写入的数据也许就几个字节，所以可以将每次写入的几个字节放入缓冲区，排列组合成一整块数据再写入，也能极大的提升效率。
“带缓冲”的 I/O 读函数读取数据之前，则会首先判断用户空间的进程缓冲区是否包含数据，如果没有，则继续判断系统缓冲区是否包含数据，如果缓冲区有数据，就直接从内存缓冲区中取数据，避免了较慢的读磁盘操作。
一般来说，“带缓冲”的 I/O 读函数从磁盘读取数据时，并不只读取调用者指定的读取字节数。例如，程序员调用读函数从磁盘读取 10 字节数据，读函数可能一次性读取一个扇区（常常是 512B）保存在缓冲区里，只返回给程序员需要的 10 字节。这么设计，主要是因为相信该程序员使用了这里的 10 字节数据，那么他接着使用接下来的数据可能性是非常大的，因此一次性多读取点放在内存里。
归根结底，缓冲区的设计就是为了减少耗时较多的读写 I/O 操作。
“不带缓冲的”I/O 函数
本节讨论的是“不带缓冲的”I/O 函数族，“带缓冲的”函数以后再讨论。最常用的“不带缓冲”的 I/O 函数族，包含 open、read、write、lseek 以及 close 五个函数。
其实，按照上面的讨论，“不带缓冲”这个说法并不准确。read、write 函数还是有系统缓冲区的。
Unix 认为“一切皆文件”，无论是磁盘，还是设备，甚至一段内存，都可以当作是文件来操作。linux 作为类 unix 系统，自然也是如此。一般来说，在 C语言中，操作文件的基本流程是：
打开文件 -> 读写文件 -> 关闭文件
使用 open 函数即可打开文件，按照上一节介绍的，在linux 中输入 man 命令即可查询到 open 函数的使用说明：
# man 2 open
从文档中，即可看到 open 函数所需要的头文件，它的函数原型，以及各个参数的意义和返回值等信息。其他几个函数也可以通过 man 命令查询。下面给出一段 C语言读写文件的代码示例，请看：
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main()
{
char rbuf[128] = {0};
int fd = open("test.txt", O_RDWR|O_CREAT);
write(fd, "hello embedTime", strlen("hello embedTime"));
close(fd);
fd = open("test.txt", O_RDWR|O_CREAT);
read(fd, rbuf, sizeof(rbuf));
close(fd);
printf("read data: %s\n", rbuf);
return 0;
}
上面的示例中，先打开了 test.txt 文件，然后写入了“hello embedTime”信息，写完后关闭文件。接下来，又打开一次文件，从 test.txt 中读取了数据，并把读取的数据打印了出来，最终编译执行，结果如下：
# gcc t.c
# ./a.out
read data: hello embedTime
C语言中的 lseek 函数
上面给出的示例，我们写入数据后，为了读出它，又重新打开了一次文件，这不是啰嗦了吗？直接下面这样写行吗？
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main()
{
char rbuf[128] = {0};
int fd = open("test.txt", O_RDWR|O_CREAT);
write(fd, "hello embedTime", strlen("hello embedTime"));
read(fd, rbuf, sizeof(rbuf));
close(fd);
printf("read data: %s\n", rbuf);
return 0;
}
编译并执行，得到如下结果：
# gcc t.c
# ./a.out
read data:
怎么回事，读出来的数据是空的。这其实是因为系统记录 I/O 函数每次读写的位置指针，无论是 write 函数，还是 read 函数都会改变这一读写指针的位置。这就明白了，当 write 函数写入“hello embedTime”后，读写指针就被移到 “embedTime”的最后了，read 函数读取时，也是从这里开始读的，后面没有数据了，读出来的自然就是空了。
所以，如果想读出数据，只需要把读写文件的位置指针移到文件最前面，就行了。lseek 函数正可以完成这项工作，可以使用 man 命令查看它的手册，下面直接给出修改后的代码了，请看：
...
write(fd, "hello embedTime", strlen("hello embedTime"));
lseek(fd, 0, SEEK_SET);
read(fd, rbuf, sizeof(rbuf));
...
再次编译执行，发现一切正常了：
# gcc t.c
# ./a.out
read data: hello embedTime
