复制文件描述符并独立地在两个描述符中寻找

Question

复制文件描述符并独立地在两个描述符中寻找

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我有一个打开的文件描述符，我想复制它以便可以独立地执行读写和查找操作。我查看了

int dup(int old_fd)

syscall。问题在于它并不真正适合这里。手册页说明如下http://man7.org/linux/man-pages/man2/dup.2.html：

成功返回后，旧的和新的文件描述符可以互换使用。它们指向同一个打开的文件描述符（参见open(2)），因此共享文件偏移量和文件状态标志；例如，如果通过使用lseek(2)在其中一个文件描述符上修改文件偏移量，则对另一个文件描述符也进行更改。

有没有一种方法可以复制文件描述符，使它们完全独立？

- Some Name

pread()和pwrite()可以在您选择的位置使用。但是，您必须在操作系统之外跟踪它。 - Robert Siemer

2个回答

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不可以，在POSIX定义的机制中至少不能这样做。

如果您想完全独立于文件描述符，您需要避免共享打开的文件描述符，这意味着需要使用独立的open()或等效函数。

有可能存在一种我没有听说过的Linux特定机制可以实现这个目标。然而，在http://man7.org/linux/man-pages/man2/中查看Linux系统调用并没有提供启示。

- Jonathan Leffler

使用/proc/<pid>/fd/NN应该可以工作。这确实涉及到第二个open()，正如我所规定的那样。/proc文件系统并不适用于所有其他操作系统。 - Jonathan Leffler

我不确定你在问什么情况。移动文件通常涉及rename()函数，或者可能是link()和unlink()。如果文件已打开，则即使在打开时重命名（甚至在文件权限更改时），也可以读取该文件。因此，可能没有问题，但我不确定我知道上下文是什么，所以这更像是一个猜测，而不是我想要的那样。 - Jonathan Leffler

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实际上，/proc/<pid>/fd/NN 中的条目始终是最新的。可能在线程1读取了 fd 5 的条目后（例如），在其可以在任何其他系统调用中使用它之前，线程2已更改了 fd 5 指向的内容，但这本质上是不可避免的。 - Jonathan Leffler

1

/prod/<pid>/fd/NN 中的条目与我们在目录中创建的常规符号链接不同。它位于特殊的 /proc 文件系统上，基本上提供了对内核内存中每个进程信息的文件系统样式访问 - 一切都是“伪文件”或“伪目录”，而不是在常规的“磁盘支持”文件系统上找到的常规文件或目录（其中“磁盘支持”越来越不准确，因为它更像是 SSD 或内存支持）。 - Jonathan Leffler

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@SomeName 在 /proc/<pid>/fd 中符号链接的视觉方面可能是虚假的，如果支持文件描述符的文件在文件系统中没有名称（即已删除）。open() 调用仍然会打开该文件。请注意，符号链接中提到的文件名，例如 /tmp/#4849919 (deleted) 是有效的文件名，但与此无关。 - Robert Siemer

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- ilkkachu · Accepted Answer

在Linux中，打开/proc/<pid>/fd/<n>会打开当前在文件描述符N处打开的文件，但这是一个新副本，而不是像使用dup()和相关函数时获得的链接副本。

这将创建一个包含bar、一堆零字节，然后是foo的文件。与使用dup()的版本相比较。

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int fd1, fd2;
    char buffer[50];

    fd1 = open("testfile", O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, 0600);
    sprintf(buffer, "/proc/self/fd/%d", fd1);
#ifndef USE_DUP
    fd2 = open(buffer, O_RDWR);
    if (fd2 == -1) {
        perror("open");
    }
#else
    fd2 = dup(fd1);
#endif
    if (lseek(fd1, 16, SEEK_SET) == -1) {
        perror("lseek");
    }
    if (write(fd1, "foo", 3) == -1) {
        perror("write(fd1)");
    }
    if (write(fd2, "bar", 3) == -1) {
        perror("write(fd2)");
    }
}