【Linux】：重定向和用户缓冲区

文件描述符对应匹配规则：从0下标开始，寻找最小的没有被使用的数组位置，它就是新的文件描述符(fd)。

一.输出重定向

1.现象

在这里我们向1号文件内写入字符串，1号文件本来是显示器，那么我们将1号文件关闭后再向1号文件写入会发生什么呢？

我们可以看到屏幕并没有打印字符串，很正常因为我们把屏幕关闭了，但它却把内容写到了log.txt内，这个现象就是输出重定向。

当我们把1号文件关闭后再创建了一个log.txt文件，该文件就会占据1号文件的位置，那么当我们向1号文件写入时，自然就写入到了log.txt里。

2.系统调用接口

显然对于先关闭再打开这样的操作还是很麻烦，其实只需要struct file*fd_array[]数组里对应下标的值拷贝一份放到目标下标里，就可以完成一次重定向。

二.缓冲区

1.引子

这里没什么问题，接下来将代码改一下。

直接运行程序也没有出现问题。

这里为什么重定向到另一个文件就变成了7行内容呢？再仔细观察可以发现c接口的打印了两次，而系统接口的只打印了一次。由于我们只加了一个fork函数，所以这个现象必定和fork有关。 想要解释这个现象需要花费一系列的功夫，慢慢说来。

2.刷新

再次更改代码

新增一个close并且去掉了/n，来看看现象。

结果是没有任何输出（当然将close去掉就能打印出来）。首先这个缓冲区一定不在操作系统内部。因为如果在内部，当close时，缓冲区的数据就会直接被刷新到磁盘里。而write写入能看到，是因为write直接写到内部缓冲区里了。

而C语言它会自己提供一个缓冲区，这个缓冲区是语言层面的。而当等到合适的时候，例如：遇到/n，fclose…它才会调用write接口将其发送到内部缓冲区里。而这种操作被称为刷新。 用户刷新的本质就是将数据用write写入到内核里。目前我们认为只有将数据刷新到了内核，数据就可以找到硬件了。

应用层的三种刷新方式

在平常我们写printf函数时不带/n也能打印出来，是因为在进程退出时，缓冲区也会进行刷新。

而在退出前关闭文件就不会进行刷新。

前文说到缓冲区在C语言里，这样很笼统。其实具体在FILE这个结构体内，而FILE是属于语言层面的，那么每打开一个文件就会创建一个FILE结构体，也会多一个缓冲区。

三.回答引例

因为在fork时，子进程与父进程公用同一份代码，同时在最开始时共用一份数据，如果需要，子进程才会发生写时拷贝复制数据并更改。那么在此之前父进程的缓冲区里已经有了3条代码(注意write是系统调用接口，直接写入了内核)，所以子进程在创建时的缓冲区也有3条代码（注意是写入普通文件，是全缓冲），当子进程结束时将这3条写入文件，父进程结束时也将这3条写入文件，（注意当一个进程刷新后，数据发生了变化，另一个进程就会发生写时拷贝，所以这里父子进程会刷新3条）所以该文件就会有7条代码了(write的首先写入了)。