系統編程-文件IO-dup和dup2

在linux下，一切皆文件。

文件描述符用於操做文件。

從shell中運行一個進程，默認會有3個文件描述符存在(0、１、2)；）0表示標準輸入，1表示標準輸出，2表示標準錯誤。

一個進程當前有哪些打開的文件描述符能夠經過/proc/進程ID/fd目錄查看。

 

一、 dup函數

#include <unistd.h>
int dup(int oldfd);

功能：複製一個文件描述符

返回值：成功則返回一個新的文件描述符，失敗則返回-1。

當複製成功時，返回值是當前進程可用的最小的文件描述符，返回的新文件描述符和參數oldfd指向同一個文件，

如有錯誤則返回-1，錯誤代碼存於errno中。

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h>

int main() { int fd = open("a.txt", O_RDWR | O_CREAT); if(fd == -1) { perror("open"); exit(1); }
 printf("file open fd = %d\n", fd); // 找到進程文件描述表中第一個可用的文件描述符A // 將參數指定的文件描述符B複製給A，並返回A
    int fd2 = dup(fd); if(fd2 == -1) { perror("dup"); exit(1); } printf("dup fd = %d\n", fd2); char* buf = "hello"; char* buf1 = " world\n"; write(fd, buf, strlen(buf)); write(fd2, buf1, strlen(buf1)); close(fd); return 0; }

root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# ./ab
file open fd = 3
dup fd = 4
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# cat a.txt 
hello world
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# 

 

2. dup2函數

#include <unistd.h>
int dup2(int oldfd, int newfd);

功能：複製一個文件描述符，且指定文件描述符newfd爲oldfd的複製版本。

返回值：成功返回newfd，失敗返回-1。

dup2函數成功返回時，目標描述符(函數第二個參數，newfd)將變成源描述符(函數第一個參數，oldfd)的複製品，

即，兩個文件描述符如今都指向同一個文件，而且是源描述符指向的文件。

如有錯誤則返回-1，錯誤代碼存於errno中。 

dup2詳解：

①、若是newfd已經打開，則先將其關閉，再指定文件描述符newfd爲oldfd的複製版本。
②、若是newfd等於oldfd，則dup2直接返回newfd, 而不關閉它。

//測試dup2函數

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
    int fd = open("b.txt", O_RDWR | O_CREAT);
    if(fd == -1)
    {
        perror("open");
        exit(1);
    }

    int fd1 = open("a.txt", O_RDWR);
    if(fd1 == -1)
    {
        perror("open");
        exit(1);
    }

    printf("fd = %d\n", fd);
    printf("fd1 = %d\n", fd1);

    int curfd = dup2(fd, fd1);  //讓fd1和fd同時指向b.txt
    if(curfd == -1)
    {
        perror("dup2");
        exit(1);
    }
    printf("current fd = %d\n", curfd);
    char* buf = "hello\n";
    char* buf1 = "world!\n";
    write(fd, buf, strlen(buf));
    write(fd1, buf1 , strlen(buf1));

    close(fd);
    close(fd1);
return 0;
}

 編譯運行：

root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# gcc dup2.c -o ab
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# ./ab
fd = 3
fd1 = 4
current fd = 4
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# cat b.txt 
hello
world!
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# cat a.txt 
hello world  
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# 

實驗先後，a.txt的內容未發生改變，同時根據實驗後b.txt的內容，證明了dup2函數功能的有效性。

 

注意： 經過dup和dup2建立的文件描述符，不繼承原文件描述符的close-on-exec和non-blocking屬性。

 

細節補充：

int dup(int oldfd);

dup函數：函數執行成功時，新獲得的文件描述符和oldfd，共享文件偏移量和文件狀態。

共享偏移量測試代碼：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

// off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence)；第二個參數是偏移量，第三個參數是起始地址，要注意區分
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int fd = open("b.txt", O_RDONLY);

  //1. 先複製fd，獲得copyfd    
    int copyFd = dup(fd);

  //2. 而後對fd、copyfd中的一個文件描述符進行操做，觀察另外一個文件描述符的變化
    //置fd對應的當前文件數據索引偏移量到文件尾
    unsigned long offset = lseek(fd, 0, SEEK_END);

    // 打印偏移量
    printf("fd = %d , 距離文件頭的偏移量：%ld\n", fd, offset); 
    
    //打印copyFd的文件數據索引偏移量
    printf("copyFd = %d , 距離文件頭的偏移量：%ld\n", copyFd, lseek(copyFd, 0, SEEK_CUR)); 

    return 0;
}

編譯運行：

root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# gcc dup_2.c -o ab
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# ./ab
fd = 3 , 距離文件頭的偏移量：14
copyFd = 4 , 距離文件頭的偏移量：14
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# 
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# 

現象和結論：使用了dup，操縱fd的文件數據索引偏移，致使copyfd的偏移量也跟着移動到了文件末尾。

 

int dup2(int oldfd, int newfd);

dup2函數：函數執行成功時，新獲得的文件描述符newfd和oldfd，共享文件偏移量和文件狀態。

共享偏移量測試代碼：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int fd = open("b.txt", O_RDONLY);
    int newfd;

  //1. 獲取有效的newfd
    newfd = dup2(fd, 14);

  //2. 而後對fd、newfd中的一個文件描述符進行操做，觀察另外一個文件描述符的變化
    //置fd對應的文件數據索引偏移到文件尾
    unsigned long offset = lseek(fd, 0, SEEK_END);

    // 打印偏移量
    printf("fd = %d , 距離文件頭的偏移量：%ld\n", fd, offset); 
    
    //打印newfd的文件數據索引偏移
    printf("newfd = %d , 距離文件頭的偏移量：%ld\n", newfd, lseek(newfd, 0, SEEK_CUR)); 

    return 0;
}

編譯運行：

root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# gcc dup_2.c -o ab
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# ./ab
fd = 3 , 距離文件頭的偏移量：14
newfd = 14 , 距離文件頭的偏移量：14
root@lmw-virtual-machine:/home/lmw/桌面/linux_system_program/dup2_dup# 

現象和結論：使用了dup2，操縱fd的文件數據索引偏移，致使newfd的偏移量也跟着移動到了文件末尾。

 

 

 

 

 

 

.