1.文件描述符文件句柄和打开文件之间的关系

Posted 2022-02-03 666QAQ

专栏说明

  两三个月前试着读过这本书，感觉像啃石头。今天终于又下定决心来啃它，体验比之前好多了。
  但是书里的东西，还是比较抽象，一下子看不明白，所以准备对学习过程做个记录。

这是第一篇，以后再碰到难点会继续记录。

文章目录

• 专栏说明
• 起因
• 经过
• 结果
• 示例
• • dup()
  • open()

起因

p76~p79
76、77草草看过去，不甚求解，只记得p78的一条要点：

两个不同的文件描述符，若指向同一打开文件句柄，将共享同一文件偏移量。因此，如果通过其中一个描述符来修改文件偏移量（由调用read()、write()、或lseek()所致），那么从另一文件描述符中也会观察到这一变化。无论这两个文件描述符分属于不同进程，还是同属于一个进程，情况都是如此。

但是78页又讲到：

仅仅简单地打开results.log文件来两次是远远不够的（第一次在描述符1上打开，第二次在描述符2上打开）。首先两个文件描述符不能共享相同的文件偏移量指针，因此有可能相互覆盖彼此的输出。在这打开的文件不一定就是磁盘文件。

经过

刚看到挺懵逼的。😦
又从头看了一遍，才发现了重点：

• 进程级的文件描述符表（文件描述符）
• 系统级的打开文件表（文件句柄）
• 文件系统的i-node表
  这三个东西不是一回事。

看懂这张图很重要

区别在于书上那段话：

   在进程A中，文件描述符1和20都指向同一个打开的文件句柄（标号为23）。这可能是通过调用dup()、dup2()或fcntl()而形成的（参见5.5节）。
  进程A的文件描述符2和进程B的文件描述符2都指向同一个打开的文件句柄（标号73）。这种情形可能在调用fork()后出现（即，进程A与进程B之间是父子关系），或者当某进程通过UNIX域套接字将一个打开的文件描述符传递给另一个进程时，也会发生（参见61.13.3节）。
  此外，进程A的描述符0和进程B的描述符3分别指向不同的打开文件句柄，但这些句柄均指向i-node表中的相同条目（1976），换言之，指向同一文件。发生这种情况是因为每个进程各自对同一文件发起了open()调用。同一个进程两次打开同一文件也会发生类似情况。

结果

看到这里才明白，总之就是三条规则：

1. 指向同一文件句柄的文件描述符共享同一文件偏移量（必定也指向同一个i-node条目，也即是同一文件）。
2. open()两次打开的描述符不指向同一文件句柄（也就是文件偏移量不相同）。
3. dup()、dup2()复制的文件描述符指向同一文件句柄（也就是文件偏移量相同）。

示例

cat tmp.txt

123456789ABCDEFGHIJKLMN

dup()

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main(void)

    const char fileName[]="tmp.txt";

    int fd_1 = open(fileName, O_RDONLY),
        fd_2 = dup(fd_1);//copy the fd_1 by dup()
    char buf [1024];

    ssize_t numRead;
    numRead = read(fd_1, buf, 10);
    buf[numRead]='\\0';
    printf("numRead: %zd\\n",numRead );
    printf("%s\\n", buf);

    numRead = read(fd_2, buf, 10);
    buf[numRead]='\\0';
    printf("numRead: %zd\\n", numRead);
    printf("%s\\n", buf);
	
    printf("fd_1:%d\\n", close(fd_1));
    printf("fd_2:%d\\n", close(fd_2));

result:
	numRead: 10
	123456789A
	numRead: 10
	BCDEFGHIJK
	fd_1:0
	fd_2:0

open()

	.../*same as above*/
		
    int fd_1 = open(fileName, O_RDONLY),
        fd_2 = open(fileName, O_RDONLY);
				//reopen the file

	.../*same as above*/

result:
	numRead: 10
	123456789A
	numRead: 10
	123456789A
	fd_1:0
	fd_2:0

初学者，如有理解错误之处，还望大佬多多指正。😃