Linux-dup和dup2函数

dup和dup2也是两个非常有用的调用，它们的作用都是用来复制一个文件的描述符。它们经常用来重定向进程的stdin、stdout和stderr。这两个函数的原形如下：

#include <unistd.h>

int dup( int oldfd );

int dup2( int oldfd, int targetfd );

1. 文件描述符在内核中数据结构

在具体说dup/dup2之前，　我认为有必要先了解一下文件描述符在内核中的形态。

一个进程在此存在期间，会有一些文件被打开，从而会返回一些文件描述符，从shell

中运行一个进程，默认会有3个文件描述符存在(0、１、2), 0与进程的标准输入相关联，

１与进程的标准输出相关联，2与进程的标准错误输出相关联，一个进程当前有哪些打开

的文件描述符可以通过/proc/进程ID/fd目录查看。　下图可以清楚的说明问题：

　　进程表项

————————————————

　　　fd标志　文件指针

_____________________

fd 0:|________|____________|————> 文件表

fd 1:|________|____________|

fd 2:|________|____________|

fd 3:|________|____________|

| ……. |

|_____________________|

图１

　　　　　　　

文件表中包含:文件状态标志、当前文件偏移量、v节点指针，这些不是本文讨论的

重点，我们只需要知道每个打开的文件描述符(fd标志)在进程表中都有自己的文件表

项，由文件指针指向。

2. dup/dup2函数

APUE和man文档都用一句话简明的说出了这两个函数的作用：复制一个现存的文件描述符。

#include <unistd.h>

int dup(int oldfd);

int dup2(int oldfd, int newfd);

从图１来分析这个过程，当调用dup函数时，内核在进程中创建一个新的文件描述符，此

描述符是当前可用文件描述符的最小数值，这个文件描述符指向oldfd所拥有的文件表项。

　　进程表项

————————————————

　　　fd标志　文件指针

_____________________

fd 0:|________|____________| ______

fd 1:|________|____________|—————-> | |

fd 2:|________|____________| |文件表|

fd 3:|________|____________|—————-> |______|

| ……. |

|_____________________|

图2：调用dup后的示意图

如图2 所示，假如oldfd的值为1, 当前文件描述符的最小值为3,　那么新描述符3指向

描述符１所拥有的文件表项。

dup2和dup的区别就是可以用newfd参数指定新描述符的数值，如果newfd已经打开，则

先将其关闭。如果newfd等于oldfd，则dup2返回newfd, 而不关闭它。dup2函数返回的新

文件描述符同样与参数oldfd共享同一文件表项。

APUE用另外一个种方法说明了这个问题：

实际上，调用dup(oldfd)；

等效与

fcntl(oldfd, F_DUPFD, 0)

而调用dup2(oldfd, newfd)；

等效与

close(oldfd)；

fcntl(oldfd, F_DUPFD, newfd)；