dup 与 dup2

1. 文件描述符在内核中数据结构

 一个进程在此存在期间，会有一些文件被打开，从而会返回一些文件描述符，从shell

中运行一个进程，默认会有3个文件描述符存在(0、1、2),

0与进程的标准输入相关联，

１与进程的标准输出相关联，

2与进程的标准错误输出相关联，

一个进程当前有哪些打开的文件描述符可以通过/proc/进程ID/fd目录查看。

　下图可以清楚的说明问题：

　　进程表项
————————————————

　　　fd标志　文件指针
      _____________________
fd 0:|________|____________|————> 文件表
fd 1:|________|____________|
fd 2:|________|____________|
fd 3:|________|____________|
       |     …….         |
       |_____________________|

                图１
　　　　　　　
文件表中包含:文件状态标志、当前文件偏移量、v节点指针，这些不是本文讨论的

重点，我们只需要知道每个打开的文件描述符(fd标志)在进程表中都有自己的文件表

项，由文件指针指向。

2. dup/dup2函数

APUE和man文档都用一句话简明的说出了这两个函数的作用：复制一个现存的文件描述符。

#include <unistd.h>

int dup(int oldfd);

int dup2(int oldfd, int newfd);

从图１来分析这个过程，当调用dup函数时，内核在进程中创建一个新的文件描述符，此

描述符是当前可用文件描述符的最小数值，这个文件描述符指向oldfd所拥有的文件表项。

　　进程表项
————————————————

　　　fd标志　文件指针
      _____________________
fd 0:|________|____________|                          ______
fd 1:|________|____________|—————-> |               |
fd 2:|________|____________|                       | 文件表 |
fd 3:|________|____________|—————-> | _____  |
       |     …….         |
       |_____________________|

                图2：调用dup后的示意图

如图2 所示，假如oldfd的值为1, 当前文件描述符的最小值为3,　那么新描述符3指向

描述符１所拥有的文件表项。

dup2和dup的区别就是可以用newfd参数指定新描述符的数值，如果newfd已经打开，则

先将其关闭。如果newfd等于oldfd，则dup2返回newfd, 而不关闭它。dup2函数返回的新

文件描述符同样与参数oldfd共享同一文件表项。

APUE用另外一个种方法说明了这个问题：

实际上，调用dup(oldfd)；

等效与
        fcntl(oldfd, F_DUPFD, 0)

而调用dup2(oldfd, newfd)；

等效与
        close(oldfd)；
        fcntl(oldfd, F_DUPFD, newfd)； 

#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
   #define STDOUT 1   //标准输出文件描述符 号
   int nul, oldstdout;
   char msg[] = "This is a test";
   //打开一个文件，操作者具有读写权限 如果文件不存在就创建
   nul = open("DUMMY.FIL", O_CREAT | O_RDWR, S_IREAD | S_IWRITE);
   /* create a duplicate handle for standard
      output */
   oldstdout = dup(STDOUT);
   /*
      redirect standard output to DUMMY.FIL
      by duplicating the file handle onto the
      file handle for standard output.
   */
   dup2(nul, STDOUT);
   /* close the handle for DUMMY.FIL */
   close(nul);
   /* will be redirected into DUMMY.FIL */
   write(STDOUT, msg, strlen(msg));
   /* restore original standard output
      handle */
   dup2(oldstdout, STDOUT);
   /* close duplicate handle for STDOUT */
   close(oldstdout);
   return 0;
}