摘要：libuv 提供了一套强大的 API 用于执行异步和同步的文件操作，适用于不同的文件管理需求，如打开、读写、关闭文件，并支持监听文件系统事件（如文件变化、目录监控等）。本节详细讲解这些操作，帮助开发者高效地处理文件系统任务。
libuv 提供了一套强大的 API 用于执行异步和同步的文件操作，适用于不同的文件管理需求，如打开、读写、关闭文件，并支持监听文件系统事件（如文件变化、目录监控等）。本节详细讲解这些操作，帮助开发者高效地处理文件系统任务。
文件的打开、读写与关闭文件打开：uv_fs_open uv_fs_open 函数不仅用于异步打开文件，还支持设置文件的访问权限（mode）和文件创建标志。常见的文件访问模式包括 O_RDONLY（只读）、O_WRONLY（只写）和 O_RDWR（读写）。该函数的灵活性使得开发者可以轻松地控制文件的打开行为，例如创建一个新文件或者追加到已有文件：
uv_fs_t req;uv_File file = uv_fs_open(loop, &req, "test.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0644, open_callback);O_CREAT：若文件不存在则创建文件。
0644：文件的权限设置。
#include uv_file_t file = -1;void open_callback(uv_fs_t* req) {if (req->result result));} else {printf("File opened successfully with fd: %d\n", req->result);file = req->result;}uv_fs_req_cleanup(req);}int main {uv_loop_t* loop = uv_default_loop;uv_fs_t req;uv_file file = uv_fs_open(loop, &req, "test.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0644, open_callback);uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);uv_loop_close(loop);return 0;}文件读取：uv_fs_read uv_fs_read 适用于从文件中读取数据，并通过回调函数返回读取的字节数。对于大文件，libuv 会分配缓冲区并通过回调将数据传递给应用程序，确保异步读取的高效性。
char buf[1024];uv_fs_t read_req;uv_fs_read(loop, &read_req, file, buf, sizeof(buf), 0, read_callback);当读取操作完成时，回调函数会被触发，返回值会提供实际读取的字节数和可能的错误。
#include char buf[1024];void read_callback(uv_fs_t* req) {if (req->result result));} else {printf("Read %ld bytes: %s\n", req->result, buf);}uv_fs_req_cleanup(req);}int main {uv_loop_t* loop = uv_default_loop;uv_fs_t req;uv_fs_read(loop, &req, file, buf, sizeof(buf), 0, read_callback); // file为open时返回的文件句柄uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);uv_loop_close(loop);return 0;}文件写入：uv_fs_write uv_fs_write 提供了一种异步方式来将数据写入文件。开发者可将需要写入的数据传入该函数，异步写入文件后回调函数会返回操作的结果。该函数的常见使用方法如下：
const char *data = "This is a test.";uv_fs_t write_req;uv_fs_write(loop, &write_req, file, data, strlen(data), -1, write_callback);-1 表示从文件的当前位置开始写入数据。
#include void write_callback(uv_fs_t* req) {if (req->result result));} else {printf("Wrote %ld bytes to the file\n", req->result);}uv_fs_req_cleanup(req);}int main {uv_loop_t* loop = uv_default_loop;const char* data = "Hello, libuv!";uv_fs_t req;uv_fs_write(loop, &req, file, data, strlen(data), -1, write_callback); // file为open时返回的文件句柄uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);uv_loop_close(loop);return 0;}文件关闭：uv_fs_close 与文件的打开操作一样，文件关闭也是一个异步操作。uv_fs_close 会确保文件描述符在操作结束后被正确释放，并触发回调函数：
uv_fs_t close_req;uv_fs_close(loop, &close_req, file, close_callback);#include void close_callback(uv_fs_t* req) {if (req->result result));} else {printf("File closed successfully\n");}uv_fs_req_cleanup(req);}int main {uv_loop_t* loop = uv_default_loop;uv_fs_t req;uv_fs_close(loop, &req, file, close_callback); // file为open时返回的文件句柄uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);uv_loop_close(loop);return 0;}异步文件操作与同步文件操作的区别异步文件操作的特点
异步操作使得程序不会因文件操作而阻塞线程，因此非常适合需要频繁进行 I/O 操作的应用程序（例如高频的网络请求处理）。异步操作能最大化资源利用率，尤其是在涉及磁盘、网络等较慢资源时。libuv 提供的异步 I/O 操作是通过内核的 I/O 多路复用机制（如 epoll、kqueue）完成的，能够高效地处理多个文件描述符的状态变化。uv_fs_t req;uv_fs_read(loop, &req, file, buf, sizeof(buf), 0, read_callback); // 异步读取文件同步文件操作的特点
同步操作适用于需要保持文件操作顺序的场景，或者在少量 I/O 操作下，简单的阻塞式 I/O 更容易实现。阻塞式操作会导致性能瓶颈，特别是在处理大量 I/O 请求时。例如，多个同步读写操作会逐个完成，造成时间浪费。int fd = open("test.txt", O_RDONLY);read(fd, buf, sizeof(buf)); // 同步读取文件close(fd);使用场景的选择
高并发应用：推荐使用异步文件操作，如日志记录、实时数据同步等。低并发或顺序执行：同步操作可能更加简单和直接，例如一次性的大文件读取。文件系统事件监听文件变更监控：uv_fs_event_t libuv 通过 uv_fs_event_t 提供了对文件系统事件的监听。开发者可以在指定的目录或文件上设置监听器，当文件变更（例如创建、删除或修改）时，回调函数将被调用。uv_fs_event_t 提供的灵活性和异步性，使其成为文件监控的理想选择。可以通过如下方式启动监听：
uv_fs_event_t fs_event_req;uv_fs_event_start(&fs_event_req, "path_to_watch", fs_event_callback, 0);"path_to_watch"：需要监控的目录或文件。0：事件类型标志（如 UV_FS_EVENT_RECURSIVE，表示递归监控子目录）。启动与停止监控：uv_fs_event_start、uv_fs_event_stop uv_fs_event_start 函数启动对文件或目录的监控，而 uv_fs_event_stop 则可用于停止监控。应用程序在不再需要监控时，应该调用 uv_fs_event_stop 来释放资源。
uv_fs_event_stop(&fs_event_req);事件回调函数的处理 文件或目录发生变更时，fs_event_callback 会被触发。回调函数会接收事件类型和路径信息，从而决定如何处理变化。例如，以下回调代码用于处理文件名变更：
void fs_event_callback(uv_fs_event_t* req, const char* filename, int events, int status) {if (events & UV_RENAME) {printf("File renamed: %s\n", filename);}if (events & UV_CHANGE) {printf("File changed: %s\n", filename);}}filename：变更的文件路径。events：事件类型（如 UV_RENAME、UV_CHANGE）。status：操作状态码。应用场景
文件同步：可以实时监控配置文件或日志文件的变更，自动触发数据同步任务。实时更新：监控文件变更，触发更新或刷新操作，广泛应用于实时内容更新系统。备份和版本控制：监控文件变更，自动备份文件或触发版本控制。其他常用文件操作文件删除：uv_fs_unlink uv_fs_unlink 用于删除指定的文件。它可以同步或异步执行，删除完成后会触发回调函数：
#include #include void unlink_callback(uv_fs_t* req) {if (req->result result));} else {printf("File deleted successfully.\n");}uv_fs_req_cleanup(req);}int main {uv_loop_t* loop = uv_default_loop;uv_fs_t unlink_req;uv_fs_unlink(loop, &unlink_req, "file_to_delete.txt", unlink_callback);uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);uv_loop_close(loop);return 0;}文件重命名：uv_fs_rename 该函数用于重命名文件或移动文件。它提供了一个异步接口，支持文件名修改或移动操作：
uv_fs_t rename_req;uv_fs_rename(loop, &rename_req, "old_name.txt", "new_name.txt", rename_callback);创建目录：uv_fs_mkdir uv_fs_mkdir 用于创建一个目录。它接受目录路径和权限作为参数，确保目录能够创建：
uv_fs_t mkdir_req;uv_fs_mkdir(loop, &mkdir_req, "new_directory", 0777, mkdir_callback);读取目录内容：uv_fs_scandir 该函数用于扫描指定目录并返回目录中所有文件的列表。它适用于目录结构遍历：
uv_fs_t scandir_req;uv_fs_scandir(loop, &scandir_req, "dir_path", 0, scandir_callback);文件锁定与跨进程并发控制操作系统的文件锁定机制 大多数操作系统提供了文件锁定机制，如 fLOCK 或 fcntl，用于控制文件的并发访问。libuv 本身不直接实现文件锁定功能，但可以与操作系统的文件锁定机制结合使用，确保文件在多进程/多线程环境中的一致性和完整性。
libuv与操作系统锁定接口的结合使用 在 Linux 中，文件锁定通过 flock 或 fcntl 来实现，示例如下：
#include #include #include #include void lock_file {int fd = open("file_to_lock.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0666);if (fd对于跨平台的应用，libuv 与操作系统的文件锁定机制结合，可以避免多进程访问冲突和数据不一致问题。
性能优化与最佳实践高效的文件操作策略
批量操作：尽量减少 I/O 操作次数，合并多个小文件操作为一个大文件操作，提高效率。内存缓冲区：使用缓冲区读取和写入文件，可以减少频繁的磁盘访问。避免轮询：使用事件驱动的文件操作（如事件监听）避免轮询，减轻 CPU 负担。适当选择异步或同步方式
异步操作：适用于大量文件 I/O 或并发高的场景，能够提高效率并利用 CPU。同步操作：适合简单的文件操作或单线程应用，不需要高并发的场景。来源：瞎搞制作