Linux文件描述符|重定向

在files_struct数组当中，找到当前没有被使用的 最小的一个下标，作为新的文件描述符。

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一个进程的运行，会打开三个fd文件 分别是

0号——键盘输入

1号——显示器输出

2号——错误输出

将一号文件关闭，是否就不能在显示器观察到fd?

关闭一号文件后，果然在显示器得不到理应出现的结果！

分析：
将系统的1号文件关闭后，一号文件被更换为我们的log_1.txt。

显示的内容是否被更新到了log_1.txt文件上。cat输出

内容依旧没有显示

这里刷新缓冲区后就能得到结果！原因在后续将详细分析

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重定向

常见Linux下的echo指令

echo "hollow" > txt? 这个>的方式我们就叫重定向，把本应该输出到显示器的hellow输出到文件里。

类似的? >>? 是文件追加重定向。将打开文件的时候，不会清空，是将内容追加到末尾? 。

这里就探讨一下重定向的本质。

常见 < 输入重定向，将内容输入到指定文件。

>>追加重定向

>输出重定向

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重定向的本质

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
 close(1);
 int fd = open("myfile", O_WRONLY|O_CREAT, 00644);
 if(fd < 0){
 perror("open");
 return 1;
 }
 printf("fd: %d\n", fd);
 fflush(stdout);
 
 close(fd);
 exit(0);
}

先关闭1号文件。1号文件是输出显示器，内容就不会往显示器输出了。打开myfile文件，根据fd的分配，内容会往一号文件里输入。

这一过程叫做重定向。

cat 将内容输出。

结果：
进程被运行时会创建log.txt文件，但是不会输出内容！cat重定向的时候得到内容打开文件成功。

描述这一过程，1号文件被关闭，其它文件被打开，将fd_arry[]上原本的1号文件替换，所有的内容原本输出到显示器上的都被输出到文件myfile上，这一过程就叫做输出重定向！

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2号文件 "标准错误"

标准错误场景

1号文件和2号文件的输出都是显示器，它们的区别是什么？
?

#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
int main()
{
	//stdout
	printf("hello printf 1\n");
	fprintf(stdout, "hello fprintf 1\n");
	fputs("hello fputs 1\n", stdout);
	//stderr
	fprintf(stderr, "hello fprintf 2\n");
	fputs("hello puts 2\n", stderr);
	perror("hello perror 2"); //stderr                                                                                                                                               
	//cout 
	cout << "hello cout 1" << endl;
	//cerr
	cerr << "hello cerr 2" << endl;
	return 0;
}

我们的代码分别往 1号标准输出 和标准错误打印字符串，得到的结果是一致的！

将文件内容利用重定向log.tx文件中，结果在显示器显示的只有err2的内容。

cat也能正常打印出1号文件的内容

如果想要得到2号文件的内容，那么我们需要重定向2号文件到1号中

log.tx文件重定向到1号文件， log_txt重定向到2号文件

分别cat输出内容

这样的操作就将标准输出和标准错误分开。

在我们的工程中，许多操作都需要将错误和正常的信息得到，那么标准错误的方式就能清晰可见。

2>&1

将标准错误和标准输出的内容合到一个文件

演示

dup2

对于原先的重定向，先关闭1号文件，再打开新文件的操作，来将fd_array[]上的文件替换。

这是一个繁琐的工作！

Linux下提供dup2文件简化这一操作

通过man 手册查看dup2的信息

作用是将oldfd 覆盖到newfd 让newfd内容替换成oldfd的

必要时候可以关闭fd文件

演示：

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 #include <fcntl.h>
  4 int main() {
  5   int fd = open("log.txt", O_CREAT | O_WRONLY|O_TRUNC,0666);                                                                                                                                                  
  6   if (fd < 0)
  7   {
  8    perror("open");
  9    return 1;
 10   }
 11   close(1);
 12   dup2(fd, 1);
 13   printf("hellow Linux!");
 14   return 0;
 15 }
~

dup2的使用是相对简单

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总结

• fd的文件分配规则是从fd_array数组中寻找没有被分配的最小编号。
• Linux下一切皆文件是哲学的说法。OS统一看待各种外设，直接访问的就是文件的读写。只有底层的差异！
• 重定向的本质是替换fd数组中某个文件的编号。例如，重定向输出。将1号文件替换。
• 标准错误的使用场景是分离出错误信息。
• dup2的为了简化close重定向的一个简化方式

下面我们还有一个问题，关于缓冲区？？为什么在上述的例子刷新缓冲区就能得到显示内容！

在下一篇文章，将介绍缓冲区。