Linux mkdir 函数是文件操作系统中用于创建目录的核心系统调用，广泛应用于程序开发、脚本编写和系统管理中，本文将详细解析其功能、参数、使用场景及注意事项，帮助读者全面掌握这一重要工具。
函数原型与基本功能
Linux mkdir 函数的原型定义在 <sys/stat.h> 和 <fcntl.h> 头文件中，其标准形式为：
#include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
该函数用于根据指定的路径名创建一个新的空目录,参数 pathname 是目标目录的完整路径或相对路径，mode 参数用于设置目录的初始权限，通常采用八进制表示（如 0755），函数执行成功时返回 0，失败则返回 -1 并设置 errno 以指示错误原因。
参数详解
pathname 参数
pathname 必须是有效的字符串路径，且父目录必须已存在（除非设置了特殊权限）。
- 绝对路径：
"/home/user/newdir" - 相对路径：
"./newdir"
若路径中包含不存在的父目录,函数将返回 ENOENT（错误码 2，表示无此文件或目录）。
mode 参数
mode 定义目录的访问权限，实际权限会受到 umask 值的影响，最终权限计算公式为：mode & ~umask，常见权限设置如下表所示：
| 八进制值 | 权限说明 | 示例场景 |
|---|---|---|
| 0755 | 所有者读写执行，其他用户读执行 | 通用目录权限 |
| 0700 | 仅所有者可读写执行 | 用户私有目录 |
| 0777 | 所有人完全访问 | 临时共享目录（不推荐） |
返回值与错误处理
函数执行失败时,可通过 errno 判断具体错误类型，常见错误码包括：
EACCES：父目录无写入权限或路径名无效。EEXIST：目录已存在。ENOSPC：文件系统剩余空间不足。EROFS：尝试在只读文件系统上创建目录。
示例代码片段：
if (mkdir("/tmp/testdir", 0755) == -1) {
perror("mkdir failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
高级特性与注意事项
递归创建目录
标准 mkdir 函数不支持递归创建多级目录（如 mkdir -p 的功能），若需递归创建，可使用以下方法：
- 调用
mkdir -p命令（通过system()函数）。 - 使用
glibc提供的mkdirat()结合循环手动创建各级目录。
原子性操作
mkdir 是原子操作，即目录要么完全创建成功，要么失败，不会出现中间状态，这一特性在并发场景中尤为重要。
权限限制
即使设置了 mode 为 0777，最终权限仍受系统 umask 影响，若 umask 为 0022，则实际权限为 0755。
实际应用场景
程序运行时动态创建目录
许多应用程序需要在启动时创建临时工作目录,例如日志存储或缓存文件：
char log_dir[] = "/var/log/myapp"; mkdir(log_dir, 0755);
容器与虚拟化环境
在 Docker 或虚拟机中，mkdir 常用于初始化容器内的目录结构，确保应用有独立的文件系统空间。
脚本自动化
在 Shell 脚本中，通过调用 C 程序的 mkdir 函数，可以结合高级逻辑实现复杂的目录管理策略。
性能与替代方案
mkdir 的性能开销极低，仅需一次系统调用，但在高频调用场景中，需注意：
- 避免重复创建已存在的目录（先通过
access()检查）。 - 对于批量创建,可考虑使用
mkdirat()结合openat()提升效率。
替代方案包括：
mkdirat()：通过文件描述符指定相对路径，增强灵活性。boost::filesystem::create_directories（C++）：跨平台的递归目录创建库函数。
Linux mkdir 函数是目录操作的基础工具，其简洁的设计和高效的执行使其成为系统编程的必备技能，理解其参数含义、错误处理机制及权限模型，对于编写健壮的文件操作程序至关重要，在实际开发中，需根据场景选择是否递归创建、合理设置权限，并结合错误处理确保程序的稳定性，通过合理运用 mkdir，开发者可以高效管理文件系统结构，为应用提供可靠的存储支持。
