os.fdopen() 的语义是什么？

Question

我曾认为os.fdopen()要么接受文件描述符并返回文件io对象，要么引发异常。

例如：

fd = os.open("/etc/passwd", os.O_RDONLY)
try: os.fdopen(fd, "w")
except: os.close(fd)  # prevent memory leak

然而，这些语义似乎并不总是成立。 下面是在OSX上的一个例子：

In [1]: import os

In [2]: os.open("/", os.O_RDONLY, 0660)
Out[2]: 5

In [3]: os.fdopen(5, "rb")
---------------------------------------------------------------------------
IOError                                   Traceback (most recent call last)
<ipython-input-3-3ca4d619250e> in <module>()
----> 1 os.fdopen(5, "rb")

IOError: [Errno 21] Is a directory: '<fdopen>'

In [4]: os.close(5)
---------------------------------------------------------------------------
OSError                                   Traceback (most recent call last)
<ipython-input-4-76713e571514> in <module>()
----> 1 os.close(5)

OSError: [Errno 9] Bad file descriptor

看起来os.fdopen()既吃掉了我的文件描述符5，又引发了异常...

有没有安全的方法使用os.fdopen()？

我错过了什么吗？

我找到了一个 bug 吗？

P.S. Python 版本字符串为Python 2.7.6 (v2.7.6:3a1db0d2747e, Nov 10 2013, 00:42:54)，以防有人无法复现。

P.P.S. 在 Py2.7 Linux 上也存在同样的问题。但是在 Py3.3 中不会出现此问题。

- Dima Tisnek

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嗯，我真的不明白有什么不清楚的。在操作系统级别上，您可以像打开文件一样打开目录并尝试读取它（虽然opendir和readdir做得更好）。虽然Python文件确实是文件，但当您尝试在文件目录描述符上创建文件对象时，它会因异常而中断。就是这样。 - user3159253

问题是 os.fdopen 是否允许在不返回文件对象的情况下使用文件描述符。 - Dima Tisnek

Answer 1

Python在创建文件对象并将其存储在Python对象中后，会检查生成的FILE*是否指向目录。由于目录检查出现错误，文件对象被取消引用（因为不会返回），这会导致析构函数被调用以关闭文件。

我认为如果文档能展示fdopen对传入的文件描述符所产生的影响会更好。我不确定您想要什么样的“安全”使用fdopen。如果您打算在失败时关闭文件描述符，那么Python关闭该文件有何关系？只需使用即可。

try: os.close(fd)
except: pass

为了消除次要异常，需要进行翻译。

fill_file_fields函数被PyFile_FromFile调用，以填充文件对象的成员，并在字段被填充后调用dircheck函数。这导致fill_file_fields返回NULL，因此PyFile_FromFile执行Py_DECREF(f);，其中f是文件对象。由于这是最后一个引用，因此调用解分配器file_dealloc，该解分配器调用close_the_file，该函数（惊喜吧）关闭文件。

在3.4分支中，fileio_init执行dircheck，并使用标志变量fd_is_own来确定是否应在错误条件下关闭文件。

- Geoff Reedy

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好的解释。然而，你的 try/except 并不安全。如果 fdopen 静默关闭了 fd，并且另一个操作（例如线程或日志记录）创建了一个文件描述符，则该其他文件描述符将具有相同的编号，您会无意中关闭它。 - Dima Tisnek

你能告诉我在CPython源代码中实际的位置，文件对象被取消引用吗？ - Dima Tisnek