os.OpenFile()

在 Go 语言中，os.OpenFile 是一个底层文件操作函数，用于精细地控制文件的打开行为。

func OpenFile(name string,  flag int, perm FileMode)(*Fiel, error)

参数解析：

1、name string：文件的路径。

2、flag int：文件打开标志，可以用 | 进行组合。

• os.O_RDONLY：只读模式。
• os.O_WRONLY：只写模式。
• os.O_RDWR：读写模式。
• os.O_APPEND：追加模式（写入时自动到文件末尾）。
• os.O_CREATE：文件不存在时创建。
• os.O_EXCL：与O_CREATE配合使用，文件必须不存在。
• os.O_SYNC：同步I/O。
• os.O_TRUNC：打开时清空文件。

3、perm FielMode：文件权限模式（Unix 风格）：

• 0644：所有者读写，其他人只读。
• 0755：所有者读写执行，其他人读执行。

文件的权限

文件的权限风格由 9 个 bit 位组成的，按照三组划分：

rwx rwx rwx
↓   ↓   ↓
所有者权限 | 所属组权限 | 其他用户权限

• r（read）：读权限（4）。
• w（write）：写权限（2）。
• x（execute）：执行权限（1）.

权限值通过 3 位八进制数表示，对应三组权限的数值之和：

0xxx	// 首位 0 表示八进制数

文件系统

Linux 文件系统的核心内容有：超级块（Superblock）、inode（索引节点）、数据块（Data Block）和目录项（Dentry），接下来我们将对这些内容进行说明。

1、超级块（Super block）

• 存储文件系统的元数据：块大小、inode 总数、挂载时间等等。
• 文件系统挂载时会加载到内存。

2、inode （索引节点）

• 每个文件对应一个 inode（128/256 字节）
• os.Stat(filePath) 就是在读取 inode 信息。

struct inode{
    mode_t mode;		// 权限
    uid_t uid;			// 所有者
    gid_t gid;			// 所属组
    loff_t size;		// 文件大小
    time_t atime;		// 最后访问的时间（如日志读取）
    time_t mtime;		// 最后修改的时间（如日志写入）
    time_t ctime;		// inode 变更的时间
    blkcnt_t blocks;	// 占用块数
    // 数据块指针（直接/间接）
};

3、数据块（Data Block）

• 实际存储文件内容（4KB 典型大小）。
• 日志文件追加写入时，会设计块分配的策略。

4、目录项（Dentry）

• 内存中的目录缓存结构。
• 包含文件名到 inode 的映射。
• 文件打开的路径解析依赖 dentry 缓存。

文件流程

假设，我的日志文件存储在 runtime/logs/log2024-10-01.log 中，打开日志 **open()** 时就会经过以下过程：

1、【路径解析】逐级查找 dentry 缓存（runtime/ -> logs/ -> 目标文件）；

2、【权限检查】对比进程的 uid/gid 与 inode 的权限位置；

3、【分配文件描述符】内核创建 file 结构体，关联 inode，返回文件的描述符 fd；

4、【预先分配资源】更新 inode 的访问时间，将 O_APPEND 的写指针初始化到文件末尾。

接下来我们到 写入日志 **write()** 的流程：

1、【块分配】根据文件当前大小计算需要的块数，然后从块位图中查找空闲块。

2、【数据写入】从用户缓冲区写入到内核的页缓存然后再写入磁盘块。

3、【更新元数据】更新 inode 的 mtime 和 size。

最后，我们将 文件关闭 **close()**：

1、【刷新缓存】确保延迟写入的数据落盘。

2、【释放资源】递减 inode 的引用数，并释放文件描述符。

3、【日志轮转】根据时间生成文件名，关闭旧文件后需要立即释放 inode。