【Linux】文件描述符的理解、重定向原理

1. 文件描述符的本质

我们知道，当一个程序在运行时，会挂起一个task_struct结构体，保存着描述该进程的信息。task_struct结构体中保存着*files指针，其指向一个名为files_struct的结构体，files_struct结构体中包含着一个指针数组file*fd_array[]，数组的每个元素都是一个指向打开文件的指针。因此本质上，文件描述符就是该数组的下标。 Linux进程默认情况下会有三个缺省打开（默认打开）的文件描述符，分别是标准输入0，标准输出1，标准错误2；0、1、2对应的物理设备一般是键盘、显示器、显示器。

文件描述符的分配规则，最小分配原则：在指针数组file*fd_array[]当中找到当前没有被使用的最小的一个下标，作为新的文件描述符。

2. 重定向原理

重定向本质上是改变了文件描述符的指向

1. 方式一： 关闭文件描述符1（关闭标准输出），再创建一个新的文件，此时打开该文件的文件描述符应该为1（最小分配原则），再用printf输出，发现本来应该输出到显示器上的内容，输入到了文件myfile当中，其中fd = 1。这种现象叫做输出重定向。常见的重定向有：>, >>, <。
   从指向标准输出重定向到新打开的文件myfile，因此内容输出到了myfile文件中。

close(1);
int fd = open("myfile", O_WRONLY | O_CREAT, 00644);
if(fd < 0)
{
	perror("open");
	return 1;
}
printf("fd: %d\n", fd);
fflush(stdout);//刷新标准输出
close(fd);

2. 方式二： 使用dup2系统调用接口

int dup2(int oldfd, int newfd);

newfd拷贝oldfd的值，将newfd重定向为oldfd

• 若调用成功，则关闭newfd，并让newfd指向oldfd
• 若oldfd是一个非法的文件描述符，或者不存在的文件描述符，则调用失败，并且没有关闭newfd