在Windows中控制C++ std::fstream创建的文件句柄的可继承性

Question

在Windows中，使用CreateProcess创建进程时，可以将true作为bInheritHandles参数传递。

CreateProcess( , , , , bInheritHandles, , , , )

这意味着所有标记为可继承的文件句柄将确实被子进程继承。

我们如何控制由C++的std::fstream类创建的底层文件句柄是否可继承？

- Mercalli

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你不能这样做。如果你打算继承，使用CreateFile()函数。 - Michael Chourdakis

然而，至少如果使用MSVC，有一种方法可以先从HANDLE获取FILE，然后将std::fstream绑定到该FILE。 - SoronelHaetir

何必这么麻烦呢？既然你必须使用API，就只用API，不要同时使用API和std。 - Michael Chourdakis

@MichaelChourdakis，fstream对象更容易使用。 通过使用运算符 << 和 >>，您可以自动解析和字符串化变量。 - Mercalli

@Mercalli 所有标准对象与 API 相比在功能上都有所限制，只适用于基本级别的处理。在一个完整的项目中，您需要更多的能力，这意味着需要使用 API。此外，您仍然可以使用缓冲区级别的流函数，然后使用 API 将缓冲区写入文件。 - Michael Chourdakis

Answer 1

C运行时默认创建可继承的句柄。

ofstream outFile("filename.txt") ;
CreateProcess("program.exe", ..., true, ...) ; //program.exe will inherit the above file handle

因此，如果您希望一个句柄被继承，您无需采取任何措施。

如果您不希望一个句柄被继承，则需要使用WinAPI函数SetHandleInformation将句柄的HANDLE_FLAG_INHERIT标志设置为自己，如下所示：

FILE* filePtr = fopen("filename.txt", "w") ;
SetHandleInformation( (HANDLE)_get_osfhandle(_fileno(filePtr)), HANDLE_FLAG_INHERIT, 0) ;
ofstream outFile(filePtr) ;

在上面的第三行中，构造函数ofstream(FILE*)是Visual Studio中存在的标准扩展（我不知道其他编译器是否有），该构造函数使filePtr现在归outFile所有，因此调用outFile.close()也会关闭filePtr。您可以完全忘记filePtr变量。

文档：fopen、_fileno、_get_osfhandle、SetHandleInformation。

- HrW

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或者，你可以通过传递一个 PROC_THREAD_ATTRIBUTE_LIST 给 CreateProcess，来白名单指定你想要被继承的句柄，而不是“黑名单”所有不应该被继承的句柄（可能会错过操作系统或库句柄，这些句柄超出了你的控制）。 - zett42

Answer 2

如果您使用fopen打开文件，您可以在fopen参数中指定Windows特定的"N"模式，以使句柄不可继承。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
  FILE *fp = fopen("SomeFile.txt", "rwN");
  if (!fp) {
    return -1;
  }

  system("SomeProcess.exe");

  fclose(fp);
  return 0;
}

Sources:

https://wiki.sei.cmu.edu/confluence/display/c/WIN03-C.+Understand+HANDLE+inheritance

https://learn.microsoft.com/en-us/cpp/c-runtime-library/reference/fopen-wfopen?view=vs-2019

- Pouria P