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C语言中dup和dup2函数的不同和使用

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在unix高级编程中有介绍dup和dup2,但是没有实例说明, 笔者自己结合实例进行了测试了解。

在linux下,通过open打开以文件后,会返回一个文件描述符,文件描述符会指向一个文件表,文件表中的节点指针会指向节点表。看下图:

打开文件的内核数据结构

打开文件的内核数据结构

dup和dup2两个函数都可以用来复制打开的文件描述符,复制成功后和复制源共享同一个文件表。看下图:

执行dup后的内核数据结构

执行dup后的内核数据结构

dup函数

dup(现存的文件描述符)

dup返回的新文件描述符一定是当前可以用描述符中的最小值。下面先打开一个文件来看下文件描述符,为保证测试成功,创建一个测试文件log.txt。

#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    fd = open("./log.txt", O_RDWR);

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

    return 0;
}

上面的代码用读写打开了log.txt这个文件,编译上面的代码然后执行,执行成功的话,应当是输出3,因为0,1,2分别被标准输入,标准输出,标准错误输出占用了。使用dup复制这个文件描述符,并尝试移动fd偏移量:

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd, copyfd;

    fd = open("./log.txt", O_RDWR);
    //复制fd
    copyfd = dup(fd);

    //输出copyfd,应当为4
    printf("%d\n", copyfd);

    //打印出fd和copyfd的偏移量,都为0
    printf("%d\n", (int)lseek(fd, 0, SEEK_CUR));
    printf("%d\n", (int)lseek(copyfd, 0, SEEK_CUR));

    //将fd的偏移量+3
    lseek(fd, 3, SEEK_SET);

    //打印出fd和copyfd的偏移量,都为3
    printf("%d\n", (int)lseek(fd, 0, SEEK_CUR));
    printf("%d\n", (int)lseek(copyfd, 0, SEEK_CUR));

    return 0;
}

编译执行上例代码可以发现当移动fd的偏移量时,copyfd的偏移量也发生了变化。往文件里写入内容试试,先把log.txt内容清空。

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd, copyfd;

    fd = open("./log.txt", O_RDWR);
    //复制fd
    copyfd = dup(fd);

    char buf1[] = "hello ";
    char buf2[] = "world!";

    //往fd文件写入内容
    if (write(fd, buf1, 6) != 6) {
        printf("write error!");
    }

    //打印出fd和copyfd的偏移量,经过上面的写操作,都变成6了
    printf("%d\n", (int)lseek(fd, 0, SEEK_CUR));
    printf("%d\n", (int)lseek(copyfd, 0, SEEK_CUR));

    //往copyfd写入内容
    if (write(copyfd, buf2, 6) != 6) {
        printf("write error!");
    }

    return 0;
}

编译执行程序,log.txt的就有hello world!字符串了。

dup2函数

dup2(现存的文件描述符,可用的文件描述符)

dup2和dup函数一样,只是返回的文件描述符可以通过第二个参数”可用的文件描述符“指定。如果“可用的文件描述符“是打开状态,则会被关闭;如果”现存的文件描述符“和”可用的文件描述符“一样,则不会关闭,笔者认为这两个参数值一样的话,代码是没有任何意义的。

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd, copyfd;

    fd = open("./log.txt", O_RDWR);
    //指定文件描述符号为1000
    copyfd = dup2(fd, 1000);
    //打印fd和copyfd,应当输出3 1000
    printf("%d %d\n", fd, copyfd);

    return 0;
}

上面程序就是指定返回的文件描述为1000,再来看下指定的文件描述符是打开的情况,修改上例代码,将文件描述符指定为1:

copyfd = dup2(fd, 1);

编译执行程序将看不到任何输出,因为1是终端标准输出的标识符,经过这样一复制后,标准输出就被关闭了,使用printf自然看不到输出信息了。

参考资料:unix环境高级编程第二版,以上两图均来自这本书。

转载请注明:快乐编程 » C语言中dup和dup2函数的不同和使用

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