dup和dup2(摘 )
1.dup和dup2作用都是用来复制一个文件的描述符。它们常用来重定向进程的stdin、stdout和stderr。这两个函数的 原形如下:
#include <unistd.h>
int dup( int oldfd );
int dup2( int oldfd, int targetfd )
int fd1, fd2;
fd2 = dup( fd1 );
dup2函数跟dup函数相似,但dup2函数允许调用者规定一个有效描述符和目标描述符的id。dup2函数成功返回时,目标描述符(dup2函数的第二
个参数)将变成源描述符(dup2函数第一个参数)的复制品,换句话说,两个文件描述符现在都指向同一个文件,并且是函数第一个参数指向的文
件。下面我们用一段代码加以说明:
int oldfd;
oldfd = open("app_log", (O_RDWR | O_CREATE), 0644 );
dup2( oldfd, 1 );
close( oldfd );
下面我们介绍一个更加深入的示例代码。回忆一下本文前面讲的命令行管道,在那里,将ls –l命令的标准输出作为标准输入连接到wc –l命令。
接下来,我们就用一个C程序来加以说明这个过程的实现。代码如下面的示例代码3所示。
在示例代码3中,首先在第9行代码中建立一个管道,然后将应用程序分成两个进程:一个子进程(第13–16行)和一个父进程(第20–23
行)。接下来,在子进程中首先关闭stdout描述符(第13行),然后提供了ls –1命令功能,不过它不是写到stdout(第13行),而是写到我们建立
的管道的输入端,这是通过dup函数来完成重定向的。在第14行,使用dup2 函数把stdout重定向到管道(pfds[1])。之后,马上关掉管道的输入
端。然后,使用execlp函数把子进程的映像替换为命令ls –1的进程映像,一旦该命令执行,它的任何输出都将发给管道的输入端。
现在来研究一下管道的接收端。从代码中可以看出,管道的接收端是由父进程来担当的。首先关闭stdin描述符(第20行),因为我们不会从
机器的键盘等标准设备文件来接收数据的输入,而是从其它程序的输出中接收数据。然后,再一次用到dup2函数(第21行),让stdin变成管道的
输出端,这是通过让文件描述符0(即常规的stdin)等于pfds[0]来实现的。关闭管道的stdout端(pfds[1]),因为在这里用不到它。最后,使用
execlp函数把父进程的映像替换为命令wc -1的进程映像,命令wc -1把管道的内容作为它的输入(第23行)。
示例代码3:利用C实现命令的流水线操作的代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int pfds[2];
if ( pipe(pfds) == 0 ) ...{
if ( fork() == 0 ) ...{
close(1);
dup2( pfds[1], 1 );
close( pfds[0] );
execlp( "ls", "ls", "-1", NULL );
} else ...{
close(0);
dup2( pfds[0], 0 );
close( pfds[1] );
execlp( "wc", "wc", "-l", NULL );
}
}
return 0;
}
在该程序中,需要格外关注的是,我们的子进程把它的输出重定向的管道的输入,然后,父进程将它的输入重定向到管道的输出。这在实际的
应用程序开发中是非常有用的一种技术。
1. 文件描述符在内核中数据结构
在具体说dup/dup2之前, 我认为有必要先了解一下文件描述符在内核中的形态。一个进程在此存在期间,会有一些文件被打开,从而会返
回一些文件描述符,从shell中运行一个进程,默认会有3个文件描述符存在(0、1、2), 0与进程的标准输入相关联,1与进程的标准输出相关联,2
与进程的标准错误输出相关联,一个进程当前有哪些打开的文件描述符可以通过/proc/进程ID/fd目录查看。 下图可以清楚的说明问题:
进程表项
————————————————
fd标志 文件指针
_____________________
fd 0:|________|____________|------------> 文件表
fd 1:|________|____________|
fd 2:|________|____________|
fd 3:|________|____________|
| ....... |
|_____________________|
图1
文件表中包含:文件状态标志、当前文件偏移量、v节点指针,这些不是本文讨论的重点,我们只需要知道每个打开的文件描述符(fd标志)在进程表中
都有自己的文件表项,由文件指针指向。
2. dup/dup2函数
APUE和man文档都用一句话简明的说出了这两个函数的作用:复制一个现存的文件描述符。
#include <unistd.h>
int dup(int oldfd);
int dup2(int oldfd, int newfd);
进程表项
————————————————
fd标志 文件指针
_____________________
fd 0:|________|____________| ______
fd 1:|________|____________|----------------> | |
fd 2:|________|____________| |文件表|
fd 3:|________|____________|----------------> |______|
| ....... |
|_____________________|
图2:调用dup后的示意图
如图2 所示,假如oldfd的值为1, 当前文件描述符的最小值为3, 那么新描述符3指向描述符1所拥有的文件表项。
dup2和dup的区别就是可以用newfd参数指定新描述符的数值,如果newfd已经打开,则先将其关闭。如果newfd等于oldfd,则dup2返回
newfd, 而不关闭它。dup2函数返回的新文件描述符同样与参数oldfd共享同一文件表项。
转载于:https://www.cnblogs.com/ZhangJinkun/p/4561859.html
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