dup和dup2

dup和dup2函数

dup和dup2都可用来复制一个现存的文件描述符，使两个文件描述符指向同一个file结构体。如果两个文件描述符指向同一个file结构体，File Status Flag和读写位置只保存一份在file结构体中，并且file结构体的引用计数是2。如果两次open同一文件得到两个文件描述符，则每个描述符对应一个不同的file结构体，可以有不同的File Status Flag和读写位置。请注意区分这两种情况。

#include <unistd.h>int dup(int oldfd);int dup2(int oldfd, int newfd);

如果调用成功，这两个函数都返回新分配或指定的文件描述符，如果出错则返回-1。dup返回的新文件描述符一定该进程未使用的最小文件描述符，这一点和open类似。dup2可以用newfd参数指定新描述符的数值。如果newfd当前已经打开，则先将其关闭再做dup2操作，如果oldfd等于newfd，则dup2直接返回newfd而不用先关闭newfd再复制。

下面这个例子演示了dup和dup2函数的用法，请结合后面的连环画理解程序的执行过程。

dup和dup2示例程序

#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>int main(void){int fd, save_fd;char msg[] = "This is a test\n";fd = open("somefile", O_RDWR|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);if(fd<0) {perror("open");exit(1);}save_fd = dup(STDOUT_FILENO);dup2(fd, STDOUT_FILENO);close(fd);write(STDOUT_FILENO, msg, strlen(msg));dup2(save_fd, STDOUT_FILENO);write(STDOUT_FILENO, msg, strlen(msg));close(save_fd);return 0;}

dup/dup2示例程序

重点解释两个地方：

• 第3幅图，要执行dup2(fd, 1);，文件描述符1原本指向tty，现在要指向新的文件somefile，就把原来的关闭了，但是tty这个文件原本有两个引用计数，还有文件描述符save_fd也指向它，所以只是将引用计数减1，并不真的关闭文件。

• 第5幅图，要执行dup2(save_fd, 1);，文件描述符1原本指向somefile，现在要指向新的文件tty，就把原来的关闭了，somefile原本只有一个引用计数，所以这次减到0，是真的关闭了。

1.dup()和dup2()函数格式如下：

#include<unistd.h>
   int dup(int oldfd);
   int dup2(int oldfd, int newfd);

    dup() uses the lowest-numbered unused descriptor for the new descriptor.
    dup2() makes newfd be the copy of oldfd, closing newfd first ifnecessary, but note the following:
   *If oldfd is not a valid file descriptor, then the call fails, and newfd is not closed.
        *If oldfd is a valid file descriptor, and newfd has the same value as oldfd, then dup2() does nothing, and returns newfd.

   1）这两个函数我们可以用来复制文件描述符。
   2）其中oldfd和newfd分别是复制前文件描述符和复制后的文件描述符。
   3）这两个函数的调用都将复制文件描述符oldfd，且他们的返回值都为新的文件描述符。
    4）不同点是：dup()的返回值是最小的未用文件描述符；dup2()的返回值是预先制定的文件描述符newfd。
    5）对于dup2()，如果文件描述符newfd正在被使用，则先关闭newfd；如果newfd同oldfd，则不关闭该文件正常返回。
    PS：这是我自己对书上的话进行的分类。


2.首先要弄懂的话，还要对文件描述符了解的清晰：
       关系：进程---(拥有)--->（若干个）文件描述符()---（对应）--->文件
                            |--->文件秒素符(0)
                            |--->文件描述符(1)--->文件(1)
         某进程(n)--|--->文件描述符(2)
                            |--->文件描述符(3)--->文件(3)
                            |.
                            |.
                            |.
                            |--->文件描述符(1023)--->文件(...)
      PS1：由一次open()函数打开的文件是可以有很多个描述符与之相连的；
      PS2：Linux中每个进程可以有1024个文件描述符；
      PS3：文件描述符前三位0、1、2分别对应：
            STDIN_FILENO         0     标准输入文件
            STDOUT_FILENO     1     标准输出文件
            STDERR_FILENO     2     标准错误输出文件
  因此就可以较好的开始理解dup(int oldfd)和dup2(int oldfd, int newfd)函数是如何工作的：
      dup()比较好了解：
        系统分配一个新的、未用过的、值为最小的文件描述符指向dup()函数内的参数oldfd所指向的文件，并返回该值。
      dup2()比较难理解：
        1)dup2()先看看oldfd是不是一个有效的文件描述符，如果不是则调用失败，newfd文件描述符也不关闭；
        2)如果oldfd是一个有效的文件描述符，则检测newfd是否被使用，如在使用，则将其关闭，并将newfd指向oldfd所指向的文件，并返回newfd;
        3)如果newfd同oldfd，则不关闭该文件正常返回。