O_NONBLOCK是设置在文件描述符还是底层文件上的属性？

Question

O_NONBLOCK是设置在文件描述符还是底层文件上的属性？

cnonblockingfile-descriptorfcntlposix-api

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根据我在The Open Group网站上阅读fcntl、open、read和write的内容，我的印象是无论是否在文件描述符上设置了O_NONBLOCK，也就是使用了非阻塞I/O，这应该是文件描述符的属性而不是底层文件的属性。作为文件描述符的属性意味着，例如，如果我复制一个文件描述符或打开另一个指向同一文件的描述符，则我可以在一个描述符上使用阻塞I/O，在另一个描述符上使用非阻塞I/O。

然而，通过对FIFO进行实验，似乎不可能同时拥有阻塞I/O描述符和非阻塞I/O描述符（因此是否设置了O_NONBLOCK是底层文件[即FIFO]的属性）。

#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int fds[2];
    if (pipe(fds) == -1) {
        fprintf(stderr, "`pipe` failed.\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    int fd0_dup = dup(fds[0]);
    if (fd0_dup <= STDERR_FILENO) {
        fprintf(stderr, "Failed to duplicate the read end\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (fds[0] == fd0_dup) {
        fprintf(stderr, "`fds[0]` should not equal `fd0_dup`.\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if ((fcntl(fds[0], F_GETFL) & O_NONBLOCK)) {
        fprintf(stderr, "`fds[0]` should not have `O_NONBLOCK` set.\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (fcntl(fd0_dup, F_SETFL, fcntl(fd0_dup, F_GETFL) | O_NONBLOCK) == -1) {
        fprintf(stderr, "Failed to set `O_NONBLOCK` on `fd0_dup`\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if ((fcntl(fds[0], F_GETFL) & O_NONBLOCK)) {
        fprintf(stderr, "`fds[0]` should still have `O_NONBLOCK` unset.\n");
        return EXIT_FAILURE; // RETURNS HERE
    }

    char buf[1];
    if (read(fd0_dup, buf, 1) != -1) {
        fprintf(stderr, "Expected `read` on `fd0_dup` to fail immediately\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    else if (errno != EAGAIN) {
        fprintf(stderr, "Expected `errno` to be `EAGAIN`\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

这让我想到：是否可能将非阻塞I/O描述符和阻塞I/O描述符分配给同一文件，如果可能的话，是否取决于文件类型（普通文件、FIFO、块特殊文件、字符特殊文件、套接字等）？

- Daniel Trebbien

我对这个问题感到疑惑，因为如果 O_NONBLOCK 的设置是底层文件的属性，则使用未在 oflags 中设置 O_NONBLOCK 的选项调用打开文件的操作，仍然可能返回带有 O_NONBLOCK 标志的文件描述符。 - Daniel Trebbien

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Jonathan Leffler · Accepted Answer

O_NONBLOCK是打开文件描述符的一个属性，而不是文件描述符本身或底层文件的属性。

是的，你可以为同一文件打开不同的文件描述符，其中一个是阻塞的，另一个是非阻塞的。

你需要区分FIFO（使用mkfifo()创建）和管道（使用pipe()创建）之间的区别。

请注意，阻塞状态是“打开文件描述符”的属性，在最简单的情况下，文件描述符和打开文件描述符之间存在一对一映射关系。 open()函数调用创建一个新的打开文件描述符和一个引用该打开文件描述符的新文件描述符。

当你使用dup()时，你有两个共享一个打开文件描述符的文件描述符，并且属性属于打开文件描述符。 fcntl()的说明指出，F_SETFL影响与文件描述符相关联的打开文件描述符。请注意，lseek()调整与文件描述符相关联的打开文件描述符的文件位置 - 因此它会影响从原始文件描述符复制的其他文件描述符。

将代码中的错误处理移除以缩短代码，你得到：

int fds[2];
pipe(fds);
int fd0_dup = dup(fds[0]);
fcntl(fd0_dup, F_SETFL, fcntl(fd0_dup, F_GETFL) | O_NONBLOCK);

现在，由于 dup()，fd0_dup 和 fds[0] 都引用相同的打开文件描述符，因此 fcntl() 操作会影响两个文件描述符。

if ((fcntl(fds[0], F_GETFL) & O_NONBLOCK)) { ... }

因此，这里观察到的行为是POSIX所要求的。