【Linux】基础IO2

重定向

重定向的符号

“>”：清空重定向
“>>”：追加重定向

从内核角度理解重定向

在进程的结构体中，有一个描述进程打开文件的信息的结构体指针（struct file_struct *files;），该结构体指针指向一个结构体（struct file _struct{…}），这个结构体里面有一个结构体（struct file * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT]）,该结构体保存一个指针数组，可以理解为一个文件描述符表，里面保存的是当前进程打开文件的信息，我们所说的文件描述符就是该指针数组的下标，该指针数组里面保存的指针变量是一个结构体指针（struct file *），该指针指向一个结构体（struct file{…}），这个结构体是描述文件具体信息的。

重定向就是将struct file *这个结构体指针的指向改变成为另外一个struct file结构体。也就是说，从指向某一个文件改变为指向另一个文件。

重定向的接口dup2函数

函数原型：

int dup2(int oldfd, int newfd);

作用：将newfd的值重定向为oldfd，即newfd拷贝oldfd
参数：newfd和oldfd都是文件描述符
执行成功：第一关闭newfd，让newfd指向oldfd对应的struct file*结构体
执行失败：1、如果oldfd是一个非法或者是无效的文件描述符，则重定向失败，newfd没有变化；2、如果oldfd和newfd的值相等，则什么事情都不干。

代码验证：
将标准输出重定向为a.txt文件。

#include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 #include <fcntl.h>
  4 int main()
  5 {
  6   //让标准输出流指向a.txt文件
  7   int fd =open("./a.txt",O_RDWR | O_CREAT,0664);
  8   if(fd < 0){
  9     perror("fopen");
 10     return 0;
 11   }
 12 
 13   printf("before dup2:hello world\n");
 14 
 15   /*
 16    * oldfd:fd 
 17    * newfd:1  将一号标准输出重定向到fd对应的文件
 18    * 1  要进行指向更新
 19    */
 20   dup2(fd,1);
 21   printf("after dup2:hello world.\n");                                                         
 22   return 0;
 23 }

动态库和静态库

静态库和动态库都是文件，称之为库文件，用来保存程序代码，在编译一个程序的时候，所链接的库都是独立进行编译的，所以库文件可以将代码分模块出来，哪个模块有问题就修改哪个模块。
什么是库？静态库和动态库都是程序代码的集合。一般为了方便将程序提供给第三方使用，就是将程序编写成为库文件提供给第三方使用，优点首先就是不会泄漏公司的源码，其次就是调用者不用关心库文件内部实现，只需要关注如何调用即可。

动态库

特征：

• Windows系统下：没有前缀，后缀为dll
• Linux系统下：前缀为lib，后缀为.so

生成：
使用gcc/g++编译器，增加两个命令行参数：-fPIC和-shared，生成动态库的代码当中不需要包含main函数（程序入口函数）。

动态库的生成测试：

hello.h代码：

 #pragma once 
  2 #include <stdio.h>
  3 
  4 void PrintHello();                                                                             
~

hello.c代码：

 #include "hello.h"
  2 void PrintHello(){
  3   printf("exec hello.c:hello world.\n");                                                       
  4 }
~

动态库的使用测试：

编译器在进行链接的时候找不到对应函数的实现，所以报错，编译终止。所以我们下面就得告诉编译器对应函数的实现在哪。

为了解决上面的问题，我们告诉了编译器依赖的动态库是哪一个，但是又出现了新的问题，编译器找不到动态库的路径，于是我们又说明了动态库的路径，所以在使用动态库的时候需要注意下面两点：

编译可执行程序的时候，依赖动态库。
-L[path]：指定动态库所在的路径
-l[动态库的名称，去掉前缀和后缀]：指定编译可执行程序时，依赖的动态库时哪一个。

现在我们就执行成功啦！完成了动态库的生成和动态库的使用的测试！

上面我们将mymain所依赖的动态库放到了可执行程序的路径下，可执行程序可以正常执行，但是如果我们将这个动态库从该路径移除呢？

mymain这个可执行程序已经不能执行了，原因是程序找不到动态库，那都有哪些方法可以解决这个问题呢？

• 将动态库放到可执行程序的路径下，不过不推荐
• 配置LD_LIBRARY_PATH，这个环境变量就是动态库的环境变量
• 放到系统库的路径下：/lib64，不过非常不推荐这样做

我们现在来解决一下上面这个问题，配置一下LD_LIBRARY_PATH这个环境变量。

静态库

特征：

• Windows系统下：没有前缀，后缀为.lib
• Linux系统下：前缀为lib，后缀为.a

生成：

• 第一阶段：使用gcc或者g++将源代码编译成为目标程序（.o）
• 第二阶段：使用ar -rc命令编译目标程序成为静态库

注意：如果直接使用源代码编译是不行的.

代码测试过程和动态库类似，注意命令不同，就不赘述了。

生成可执行程序的过程中需要依赖动态库或者静态库的时候，编译的时候一定要加上-l[库名]

软链接

软链接其实就是目标文件的快捷方式。
生成软链接：ln -s 源文件 软链接文件

注意事项：

修改软链接文件，源文件也会修改；
删除源文件的时候软链接文件内容会被清空。
源文件如果被删除，软链接文件还在的，如果修改软链接文件，那么会重新建立源文件，重新建立链接关系，所以删除源文件的时候，一定要将软链接文件也一起删除。

硬链接

硬链接是目标文件的替身。
生成硬链接：
ln 源文件 硬链接文件

硬链接的inode节点和源文件一致，软链接的inode节点和源文件不一致。