C文件I/O中，用到过fopen，fclose，fread，fwrite等函数，这些函数都是C标准库的函数，称之为库函数，这都是已经封装好的。而open，close，read，write，lseek等都属于系统提供的接口，称之为系统调用接口。所以库函数的底层实现，其实还是系统调用，不过库函数开发人员更好使用。接下来就来谈谈系统中文件处理。
1.文件描述符fd
文件描述符：内核（kernel）利用文件描述符（file descriptor）来访问文件。文件描述符是非负整数。打开现存文件或新建文件时，内核会返回一个文件描述符。读写文件也需要使用文件描述符来指定待读写的文件。
Linux进程默认情况下会有三个缺省打开的文件描述符，分别是标准输入0，标准输出1，标准错误2.
0，1，2对应的物理设备一般是：键盘，显示器，显示器所以标准输入其实还可以采用直接使用文件描述符的方式
所以，现在知道，文件描述符其实就是从0开始的整数，当我们打开文件时，操作系统在内存中要创建相应的数据结构来描述目标文件。于是就有了file结构体。表示一个已经打开的文件对象。而进程执行open系统调用，所以必须让进程和文件关联起来。每个进程都有一个指针*files，指向一张表files_struct，该表最重要的部分就是包含一个指针数组，每个元素都是一个指向打开文件的指针。所以，本质上文件描述符就是该数组的下表。只要拿着文件描述符，就可以找到相对应的文件。
2.文件描述符的分配原则
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(){
int fd = open("myfile",O_RDONLY);
if(fd < 0){
perror("fd error\n");
return 1;
}
printf("fd:%d\n",fd);
close(fd);
return 0;
}输出结果是3.关闭fd：0或者fd：2,发现结果是0或者2，由此我们可以知道，文件描述符的分配规则，在file_struct数组中，找到当前没有被使用的最小的一个小标，做为新打开的文件的文件描述符。
3.重定向
我们关闭了0，2，那么关闭1呢，我们都知道1是stdout，标准输出，一般对应着我们的屏幕，接下来关闭1试试：
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(){
close(1);
int fd = open("myfile",O_WRONLY|O_CREAT,0644);
if(fd < 0){
perror("fd error\n");
return 1;
}
printf("fd:%d\n",fd);
fflush(stdout);
close(fd);
return 0;
}结果我们发现，本该输入到屏幕上的内容，输出到了myfile里。而且fd=1,那么我们把这种现象叫输出重定向，常见的输出重定向有>,>>,<等。
C语言中，printf是C标准库中的I/O函数，一般都是写到了stdout中，但是之前我们说了，库函数还是封装了系统调用，所以stdout底层访问文件的时候，找的还是fd:1，但我们关掉了fd:1，打开了一个新文件，那么fd:1就变成了我们打开的文件，可是printf不知道此时显示器的地址已经是myfile的地址了。因此输出的任何消息都会往myfile中写入，进而完成了输出重定向。
4.FILE
因为I/O相关函数与系统调用接口对应，并且库函数封装系统调用，所以本质上，访问文件都是通过fd访问的。
所以C库中的FILE结构体内部，必定封装了fd。我们可以研究一下
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main(){
const char* msg0 = "hello printf\n";
const char* msg1 = "hello fwrite\n";
const char* msg2 = "hello write\n";
printf("%s",msg0);
fwrite(msg1,strlen(msg1),1,stdout);
write(1,msg2,strlen(msg2));
fork();
return 0;
}输出结果：
[syf@dreame bit]$ ./a.out
hello printf
hello fwrite
hello write然而我们使用输出重定向：
[syf@dreame bit]$ ./a.out > file
[syf@dreame bit]$ cat file
hello write
hello printf
hello fwrite
hello printf
hello fwrite结果竟然发现printf和fwrite都输出了两次，而write只输出了一次。其实原因就是因为write是系统调用。而另外两个都是库函数，总结原因如下：
(1)一般C库函数写入文件时是全缓冲的，而写入显示器是行缓冲。
(2)printf fwrite库函数会自带缓冲区，当重定向到普通文件是，数据的缓冲方式由行缓冲变成了全缓冲
(3)我们放在缓冲区的数据，不会立即被刷新，甚至fork之后
(4)进程退出之后，统一刷新，写入文件，但是fork时，父子进程数据会发生写时拷贝，所以父进程准备刷新的时候，子进程也就有了同样的一份数据，随机产生两份数据
(5)write没有变化，可见系统调用没有所谓的缓冲区
那么综上所述，printf fwrite库函数都会自带缓冲区，而write系统调用没有带缓冲区。另外，我们所提到的缓冲区，其实都属于用户级缓冲区。然而操作系统为了提升整机性能，也给内核提供相应内核级缓冲区，不过我们现在不用了解。而且只有库函数调用产生缓冲区问题，系统调用是不会有的，那么其实这个缓冲区就是有C标准库提供的。