dup函数 ：复制文件描述符
相关头文件：#include <unistd.h>
函数表达式：int dup(int filedes);
参数说明：dup的函数参数filedes表示需要复制的文件的文件描述符
返回值说明：如果成功复制一个文件返回新的文件描述符，失败则返回-1
函数功能详解：dup函数总是找到进程文件表中的第一个可用的文件描述符 ，将参数指定的文件描述符 复制到该描述符后 ，返回这个描述符。
函数使用说明：
dup函数总是将复试的文件描述符复制到进程中第一个可用的文件描述符的位置 ，因此利用这一个特性可以知道进程中最小可用的文件描述符 。
dup函数复制的文件必须是一个已经打开的有效文件 。dup函数的参数不能是随便的一个整数，从而避免引起系统混乱。
利用函数dup，我们可以复制一个描述符。传给该函数一个既有的描述符，它就会返回一个新的描述符，
这个新的描述符是传给它的描述符的拷贝。这意味着，这两个描述符共享同一个数据结构。例如，
如果我们对一个文件描述符执行lseek操作，得到的第一个文件的位置和第二个是一样的。
需要注意的是，我们可以在调用fork之前建立一个描述符，这与调用dup建立描述符的效果是一样的，
子进程也同样会收到一个复制出来的描述符。
dup2函数跟dup函数相似，但dup2函数允许调用者规定一个有效描述符和目标描述符的id。dup2函数成功返回时，目标描述符（dup2函数的第二个参数）将变成源描述符（dup2函数的第一个参数）的复制品，换句话说，
两个文件描述符现在都指向同一个文件，并且是函数第一个参数指向的文件。下面我们用一段代码加以说明： ?
int oldfd;
oldfd = open(”app_log”, (O_RDWR | O_CREATE), 0644 );
dup2( oldfd, 1 );
close( oldfd );
注：
dup()或者dup2()主要是将某个特定的文件描述字输出输出的重定向！
他们保证将复制的文件描述字到当前未打开的最小描述字！
标准输出对应着1，
close(1);
dup(fd);
close(fd);
先关掉了标准输出，那么这个描述字就空闲着，你一旦dup就重定向到他了，他们两共享同一个打开的文件表项，然后你将输出标准流到它现在指定的地方，也就是那个文件！
建议使用dup2(),上面的你那个改为
dup2(fd,STDOUT_FILENO);
这样好看多了吧？
本例中，我们打开了一个新文件，称为“app_log”，并收到一个文件描述符，该描述符叫做fd1。我们调用dup2函数，
参数为oldfd和1，这会导致用我们新打开的文件描述符替换掉由1代表的文件描述符（即stdout，因为标准输出文件的id为1）。
任何写到stdout的东西，现在都将改为写入名为“app_log”的文件中。
需要注意的是，dup2函数在复制了oldfd之后，会立即将其关闭，但不会关掉新近打开的文件描述符，因为文件描述符1现在也指向它。
下面我们介绍一个更加深入的示例代码：
1: #include <stdio.h>
2: #include <stdlib.h>
3: #include <unistd.h>
4:
5: int main()
6: {
7: int pfds[2];
8:
9: if ( pipe(pfds) == 0 ) …{ //建立一个管道
10:
11: if ( fork() == 0 ) …{ //子进程
12:
13: close(1); //关闭stdout描述符
14: dup2( pfds[1], 1 ); //把stdout重定向到管道（pfds[1]）
15: close( pfds[0] ); //关掉管道的输入端
16: execlp( “ls”, “ls”, “-1″, NULL ); //把子进程的映像替换为命令ls –1的进程映像
17:
18: }else …{ //父进程
19:
20: close(0); //关闭stdin描述符
21: dup2( pfds[0], 0 ); //让stdin变成管道的输出端
22: close( pfds[1] ); //关闭管道的stdout端（pfds[1]）
23: execlp( “wc”, “wc”, “-l”, NULL ); //把父进程的映像替换为命令wc -1的进程映像
24:
25: }
26:
27: }
28:
29: return 0;
30: }
我们将ls –1命令的标准输出作为标准输入，连接到wc –l命令
首先在第9行代码中建立一个管道，然后将应用程序分成两个进程：一个子进程和一个父进程。
在子进程中首先关闭stdout描述符（第13行），然后提供了ls –1命令功能，
不过它不是写到stdout（第13行），而是写到我们建立的管道的输入端，这是通过dup函数来完成重定向的。
在第14行，使用dup2 函数把stdout重定向到管道（pfds[1]）。之后，马上关掉管道的输入端。然后，使用execlp函数把子进程的映像替换为命令ls –1的进程映像，一旦该命令执行，它的任何输出都将发给管道的输入端。
现在来研究一下管道的接收端 。从代码中可以看出，管道的接收端是由父进程来担当的 。
首先关闭stdin描述符（第20行），因为我们不会从机器的键盘等标准设备文件来接收数据的输入，而是从其它程序的输出中接收数据。然后，再一次用到dup2函数（第21行），让stdin变成管道的输出端，这是通过让文件描述符0（即常规的stdin）等于pfds[0]来实现的。关闭管道的stdout端（pfds[1]），
因为在这里用不到它。最后，使用 execlp函数把父进程的映像替换为命令wc -1的进程映像，命令wc -1把管道的内容作为它的输入（第23行）。
在该程序中，需要格外关注的是，我们的子进程把它的输出重定向的管道的输入 ，然后，父进程将它的输入重定向到管道的输出。
这在实际的应用程序开发中是非常有用的一种技术。
1. 文件描述符在内核中数据结构
在具体说dup/dup2之前， 我认为有必要先了解一下文件描述符在内核中的形态。
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)；
Posted: 9月 1st, 2009 under 乱7八糟.
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