Linux系统编程之文件与IO:文件描述符相关操作-dup,dup2,fcntl

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div id=”content”>本节目标:

1,文件共享

  • 打开文件内核数据结构
  • 一个进程两次打开同一个文件
  • 两个进程打开同一个文件

2,复制文件描述符(dup、dup2、fcntl) 

一,文件共享

1,一个进程打开两个文件内核数据结构

说明:

文件描述符表:每个进程都有一张,彼此独立,每个文件描述符表项都指向一个文件表,文件描述符0(STDIN_FILENO)、1(STDOUT_FILENO)、2(STDERR_FILENO),默认已经打开,分别表示:标准输入,标准输出,标准错误设备。

文件表:每打开一个文件就对应一张文件表,文件表可以共享,当多个文件描述符指向同一个文件表时,文件表中的

refcnt字段会相应变化。文件状态标识:文件的打开模式(R,W,RW,APPEND,NOBLOCK,等),当前文件偏移量,refcnt:被引用数量,

v节点指针:指向一个v节点表。

v节点表:每个文件对应一个,无论被被多少个进程打开都只有一个,它包括v节点信息(主要是stat结构体中的信息),i节点信息。

每个进程默认只能打开1024个文件描述符,当一个进程打开一个文件时,默认会从0开始查找未被使用的描述符,由于0,1,2默认被占用,所有一般从3开始使用。

2、一个进程两次打开同一个文件

QQ20130711103437_thumb

当一个进程多次打开同一个文件时,首先会在描述符表顺序查找未被使用的描述符,然后每打开一次建立一张文件表,但各文件表中的v节点指针都指向同一个v节点表。

示例程序:

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#include 
#include 
#include 
#include <string.h>


#define ERR_EXIT(m) 
    do 
    { 
        perror(m); 
        exit(EXIT_FAILURE); 
    } while(0)

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd1;
    int fd2;
    char buf1[1024] = {0};
    char buf2[1024] = {0};
    fd1 = open("test.txt", O_RDONLY);
    if (fd1 == -1)
        ERR_EXIT("open error");
    read(fd1, buf1, 5);
    printf("buf1=%sn", buf1);
    

    fd2 = open("test.txt", O_RDWR);
    if (fd2 == -1)
        ERR_EXIT("open error");

    read(fd2, buf2, 5);
    printf("buf2=%sn", buf2);
    write(fd2, "AAAAA", 5);

    memset(buf1, 0, sizeof(buf1));
    read(fd1, buf1, 5);
    printf("buf1=%sn", buf1);
    close(fd1);
    close(fd2);
    return 0;
}

运行结果:

QQ20130711155856_thumb

说明:先创建test.txt文件写入hello,再同一个进程两次打开该文件,可见每打开一次文件就参数一张文件表,不共享偏移量,都开始位置读取,之后利用第二个文件描述符写入AAAAA,在利用第一个描述符可以读取出,表明都指向同一个v节点表,操作同一个文件。

3,两个不同进程打开同一个文件

当不同进程打开同一个文件时,每个进程首先在它们各自的文件描述符表中顺序查找未被使用的描述符,最终获得缯div>

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