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Linux系统编程——文件描述符的复制:dup()和dup2(),dupdup2


dup() 和 dup2() 是两个非常有用的系统调用,都是用来复制一个文件的描述符,使新的文件描述符也标识旧的文件描述符所标识的文件。


这个过程类似于现实生活中的配钥匙,钥匙相当于文件描述符,锁相当于文件,本来一个钥匙开一把锁,相当于,一个文件描述符对应一个文件,现在,我们去配钥匙,通过旧的钥匙复制了一把新的钥匙,这样的话,旧的钥匙和新的钥匙都能开启这把锁。对比于 dup(), dup2() 也一样,通过原来的文件描述符复制出一个新的文件描述符,这样的话,原来的文件描述符和新的文件描述符都指向同一个文件,我们操作这两个文件描述符的任何一个,都能操作它所对应的文件。


所需头文件

#include <unistd.h>


int dup(int oldfd);

功能

通过 oldfd 复制出一个新的文件描述符,新的文件描述符是调用进程文件描述符表中最小可用的文件描述符,最终 oldfd 和新的文件描述符都指向同一个文件。

参数

oldfd: 需要复制的文件描述符 oldfd

返回值

成功:新文件描述符

失败:-1


下面的例子为,打开一个文件,复制文件描述符,通过 2 个描述符分别对文件进行写操作:

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

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd1;
	int fd2;

	// 打开文件
	fd1 = open("1.txt", O_CREAT|O_WRONLY, 0666);
	if (fd1 < 0){
		perror("open");
		exit(-1);
	}
	printf("fd1 ============== %d\n", fd1);
	
	// 通过 fd1 复制出 fd2, 最终 fd1, fd2 都指向 1.txt
	fd2 = dup(fd1);
	printf("fd2 ============== %d\n", fd2);
	
	char *buf1 = "this is a test for fd1\n";
	// 操作 fd1 文件描述符
	write(fd1, buf1, strlen(buf1));
	
	char *buf2 = "this is a test for fd2\n";
	// 操作 fd2 文件描述符
	write(fd2, buf2, strlen(buf2));
	
	// 关闭文件描述符,两个都得关
	close(fd1);
	close(fd2);
	
	return 0;
}

运行结果如下:



通过上面的运行结果得知,dup() 后复制的新文件描述符是系统自动分配的最小可用的文件描述符。


接下来,我们再写一个例子,把本来通过 printf() 显示到屏幕上的内容,不显示在屏幕上,而让这些内容写入一个文件里:

#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 *argv[])
{
	int fd1;
	int fd2;

	// 打开文件
	fd1 = open("1.txt", O_CREAT|O_WRONLY, 0666);
	if (fd1 < 0){
		perror("open");
		exit(-1);
	}
	printf("fd1 ============== %d\n", fd1);
	
	// 1 本来指向标准输出设备(如,显示屏)
	// 把 1 文件描述符关闭,就是说 1 不再指向标准输出设备
	// 这样的话,1 文件描述符就空闲了,它就成为最小可用的文件描述符
	close(1);
	
	// 通过 fd1 复制出 fd2, 最终 fd1, fd2 都指向 “1.txt”
	// 系统会给 fd2 分配一个最小可用的文件描述符 1,即 fd2 = 1
	fd2 = dup(fd1);
	
	// 下面这句话的内容不会打印到屏幕上,而会写到文件 “1.txt” 里
	// printf()是标准库函数,最终还是会调用系统调用函数write()
	// 相当于这样,write(1,),往 1 文件描述符写内容,
	// 默认的情况下, 1 文件描述符指向标准输出设备(如,显示屏)
	// 所以, printf()的内容先显示到屏幕上
	// 但是现在 1 文件描述符指向文件 “1.txt”
	// 所以,printf()的内容会写入文件 “1.txt”
	printf("fd2 ============== %d\n", fd2);
	
	close(fd1);
	close(fd2);
	
	return 0;
}

运行结果如下:



接下来,我们继续一起学习 dup2() 的用法,功能和 dup() 完全一样,但是 dup2() 复制出来的新文件描述符可以指定任意一个合法的数字。


int dup2(int oldfd, int newfd)

功能

通过 oldfd 复制出一个新的文件描述符 newfd,如果成功,newfd 和函数返回值是同一个返回值,最终 oldfd 和新的文件描述符 newfd 都指向同一个文件。

参数

oldfd: 需要复制的文件描述符

newfd: 新的文件描述符,这个描述符可以人为指定一个合法数字(0-1023),如果指定的数子已经被占用(和某个文件有关联),此函数会自动关闭 close() 断开这个数字和某个文件的关联,再来使用这个合法数字。

返回值

成功:返回 newfd

失败:返回 -1


接着,我们将上面的例子改为用 dup2() 来实现:

#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 *argv[])
{
	int fd1;
	int fd2;

	// 打开文件
	fd1 = open("1.txt", O_CREAT|O_WRONLY, 0666);
	if (fd1 < 0){
		perror("open");
		exit(-1);
	}
	printf("fd1 ============== %d\n", fd1);
	
	// 通过 fd1 复制出 fd2, 最终 fd1, fd2 都指向 “1.txt”
	// 指定 fd2 的值为 1,1 原来指向标准输出设备,先 close(),再复制
	fd2 = dup2(fd1, 1);
	
	// 下面这句话的内容不会打印到屏幕上,而会写到文件 “1.txt” 里
	// printf()是标准库函数,最终还是会调用系统调用函数write()
	// 相当于这样,write(1,),往 1 文件描述符写内容,
	// 默认的情况下, 1 文件描述符指向标准输出设备(如,显示屏)
	// 所以, printf()的内容先显示到屏幕上
	// 但是现在 1 文件描述符指向文件 “1.txt”
	// 所以,printf()的内容会写入文件 “1.txt”
	printf("fd2 ============== %d\n", fd2);
	
	close(fd1);
	close(fd2);
	
	return 0;
}

运行结果如下:



本教程示例代码下载请点此处。

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