Linux系統編程——檔案描述符的複製：dup()和dup2()，dupdup2

Linux系統編程——檔案描述符的複製：dup()和dup2()，dupdup2

dup() 和 dup2() 是兩個非常有用的系統調用，都是用來複製一個檔案的描述符，使新的檔案描述符也標識舊的檔案描述符所標識的檔案。

這個過程類似於現實生活中的配鑰匙，鑰匙相當於檔案描述符，鎖相當於檔案，本來一個鑰匙開一把鎖，相當於，一個檔案描述符對應一個檔案，現在，我們去配鑰匙，通過舊的鑰匙複製了一把新的鑰匙，這樣的話，舊的鑰匙和新的鑰匙都能開啟這把鎖。對比於 dup(), dup2() 也一樣，通過原來的檔案描述符複製出一個新的檔案描述符，這樣的話，原來的檔案描述符和新的檔案描述符都指向同一個檔案，我們操作這兩個檔案描述符的任何一個，都能操作它所對應的檔案。

所需標頭檔：

#include <unistd.h>

int dup(int oldfd);

功能：

通過 oldfd 複製出一個新的檔案描述符，新的檔案描述符是調用進程檔案描述符表中最小可用的檔案描述符，最終 oldfd 和新的檔案描述符都指向同一個檔案。

參數：

oldfd: 需要複製的檔案描述符 oldfd

返回值：

成功：新檔案描述符

失敗：-1

下面的例子為，開啟一個檔案，複製檔案描述符，通過 2 個描述符分別對檔案進行寫操作：

#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;// 開啟檔案fd1 = open("1.txt", O_CREAT|O_WRONLY, 0666);if (fd1 < 0){perror("open");exit(-1);}printf("fd1 ============== %d\n", fd1);// 通過 fd1 複製出 fd2, 最終 fd1, fd2 都指向 1.txtfd2 = dup(fd1);printf("fd2 ============== %d\n", fd2);char *buf1 = "this is a test for fd1\n";// 操作 fd1 檔案描述符write(fd1, buf1, strlen(buf1));char *buf2 = "this is a test for fd2\n";// 操作 fd2 檔案描述符write(fd2, buf2, strlen(buf2));// 關閉檔案描述符，兩個都得關close(fd1);close(fd2);return 0;}

運行結果如下：

通過上面的運行結果得知，dup() 後複製的新檔案描述符是系統自動分配的最小可用的檔案描述符。

接下來，我們再寫一個例子，把本來通過 printf() 顯示到螢幕上的內容，不顯示在螢幕上，而讓這些內容寫入一個檔案裡：

#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;// 開啟檔案fd1 = open("1.txt", O_CREAT|O_WRONLY, 0666);if (fd1 < 0){perror("open");exit(-1);}printf("fd1 ============== %d\n", fd1);// 1 本來指向標準輸出裝置（如，顯示屏）// 把 1 檔案描述符關閉，就是說 1 不再指向標準輸出裝置// 這樣的話，1 檔案描述符就空閑了，它就成為最小可用的檔案描述符close(1);// 通過 fd1 複製出 fd2, 最終 fd1, fd2 都指向 “1.txt”// 系統會給 fd2 分配一個最小可用的檔案描述符 1，即 fd2 = 1fd2 = dup(fd1);// 下面這句話的內容不會列印到螢幕上，而會寫到檔案 “1.txt” 裡// printf()是標準庫函數，最終還是會調用系統調用函數write()// 相當於這樣，write(1，)，往 1 檔案描述符寫內容，// 預設的情況下, 1 檔案描述符指向標準輸出裝置（如，顯示屏）// 所以， printf()的內容先顯示到螢幕上// 但是現在 1 檔案描述符指向檔案 “1.txt”// 所以，printf()的內容會寫入檔案 “1.txt”printf("fd2 ============== %d\n", fd2);close(fd1);close(fd2);return 0;}

運行結果如下：

接下來，我們繼續一起學習 dup2() 的用法，功能和 dup() 完全一樣，但是 dup2() 複製出來的新檔案描述符可以指定任意一個合法的數字。

int dup2(int oldfd, int newfd)

功能：

通過 oldfd 複製出一個新的檔案描述符 newfd，如果成功，newfd 和函數返回值是同一個返回值，最終 oldfd 和新的檔案描述符 newfd 都指向同一個檔案。

參數：

oldfd: 需要複製的檔案描述符

newfd: 新的檔案描述符，這個描述符可以人為指定一個合法數字（0-1023），如果指定的數子已經被佔用（和某個檔案有關聯），此函數會自動關閉 close() 斷開這個數字和某個檔案的關聯，再來使用這個合法數字。

返回值：

成功：返回 newfd

失敗：返回 -1

接著，我們將上面的例子改為用 dup2() 來實現：

#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;// 開啟檔案fd1 = open("1.txt", O_CREAT|O_WRONLY, 0666);if (fd1 < 0){perror("open");exit(-1);}printf("fd1 ============== %d\n", fd1);// 通過 fd1 複製出 fd2, 最終 fd1, fd2 都指向 “1.txt”// 指定 fd2 的值為 1，1 原來指向標準輸出裝置，先 close()，再複製fd2 = dup2(fd1, 1);// 下面這句話的內容不會列印到螢幕上，而會寫到檔案 “1.txt” 裡// printf()是標準庫函數，最終還是會調用系統調用函數write()// 相當於這樣，write(1，)，往 1 檔案描述符寫內容，// 預設的情況下, 1 檔案描述符指向標準輸出裝置（如，顯示屏）// 所以， printf()的內容先顯示到螢幕上// 但是現在 1 檔案描述符指向檔案 “1.txt”// 所以，printf()的內容會寫入檔案 “1.txt”printf("fd2 ============== %d\n", fd2);close(fd1);close(fd2);return 0;}

運行結果如下：

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