linux进程与它的文件描述符

      一)概述
　  .open系统调用返回的文件描述符是非负整型.
　　.每一个进程都有自己的文件描述符集合.
　　.当创建进程时,通常有3个打开文件描述符(0,1,2),0代表标准输入,1代表标准输出,2代表标准错误,它们统称为标准IO.
　　.当多个描述符指向同一个文件,每个文件描述符仍保持他独特的性能.
　　.由于文件描述符在一个进程中是特有的,因此不能在多个进程中间实现共享,而唯一的例外是在父/子进程之间,当一个进程调用fork时,调用fork时打开的所有文件在子进程和父进程中仍然是打开的,而且子进程写入文件描述符会影响到父进程的同一文件描述符,反之亦然.
二)父/子进程对文件描述符的分支使用示例


　　源程序如下:
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　void writestr(int fd, char *buf)
　　{
　　int r = write(fd, buf, strlen(buf));
　　if (r == -1)
　　perror(buf);
　　}
　　void busywait(void)
　　{
　　clock_t t1 = times(NULL);
　　while (times(NULL) - t1 < 2);
　　}
      int main (int argc, char *argv[])
　　{
　　int fd = open("thefile.txt",
　　O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR,
　　S_IRWXU | S_IRWXG | S_IRWXO);
　　assert(fd != -1);
　　writestr(fd, "This is the parent.\n");
　　pid_t pid = fork();
　　busywait();
　　if(pid == 0){
　　writestr(fd,"Child write\n");
　　}
　　else{
　　writestr(fd, "Hi it's me. Im back.\n");
　　int status;
　　waitpid(pid, &status, 0);
　　}
　　close(fd);
　　return 0;
　　}
　　编译fork-file.c
　　gcc fork-file.c -o fork-file
　　执行fork-file,同时查看thefile.txt,如下:
　　./fork-file && cat thefile.txt
　　This is the parent.
　　Child write
　　Hi it's me. Im back.
　　./fork-file && cat thefile.txt
　　This is the parent.
　　Hi it's me. Im back.
　　Child write
　　注:
     1)我们发现每次运行结果的顺序都不相同,有时父进程会先调用write系统调用,有时子进程会先调用write.
　　2)子进程继承了父进程的文件描述符,如本例子open系统调用得到的文件描述符是3,在子进程和父进程中的文件描述符都是3.
三)文件描述符与/proc
　　子目录/proc/self本身就是当前运行进程ID的符号链接.
　　用ls -ld查看/proc/self目录的符号链接,发现每次都不一样,说明我们每次用ls命令时的进程ID都是不同的.
　　ls -ld /proc/self
　　lrwxrwxrwx 1 root root 64 2010-10-10 06:25 /proc/self -> 30525
　　我们查看/proc/self/fd目录下的文件描述符,如下:
　　ls -l /proc/self/fd
　　total 0
　　lrwx------ 1 root root 64 2010-10-10 12:16 0 -> /dev/pts/1
　　lrwx------ 1 root root 64 2010-10-10 12:16 1 -> /dev/pts/1
　　lrwx------ 1 root root 64 2010-10-10 12:16 2 -> /dev/pts/1
　　lr-x------ 1 root root 64 2010-10-10 12:16 3 -> /proc/30578/fd
　　我们看到了3个标准的IO描述符,它们都被软锭接到了/dev/pts/1,/dev/pts/1是我们通过ssh打开第2个终端,如果是第1个终端,那将是/dev/pts/0.
　　如果我们通过ipmi的串口登录,这里应该是/dev/ttySx,而如果是本地登录那应该是/dev/ttyx,如果是单用户登录那将是/dev/console.
　　/dev/pts/x是虚拟终端
　　/dev/ttySx是串行控制端
　　/dev/ttyx是控制台
　　/dev/console是单用户控制台
　　文件描述符3,这个描述符是ls进程打开/proc/self/fd(也就是/proc/30578/fd)所得到的文件描述符.
　　同样我们将ls -l /proc/self/fd的信息输出的一个文件中,如下:
　　ls -l /proc/self/fd > /tmp/foo.txt && cat /tmp/foo.txt
　　total 0
　　lrwx------ 1 root root 64 2010-10-10 12:22 0 -> /dev/pts/1
　　l-wx------ 1 root root 64 2010-10-10 12:22 1 -> /tmp/foo.txt
　　lrwx------ 1 root root 64 2010-10-10 12:22 2 -> /dev/pts/1
　　lr-x------ 1 root root 64 2010-10-10 12:22 3 -> /proc/31005/fd
　　这时标准输出的文件描述符不再是/dev/pts/1了,而是/tmp/foo.txt
　　再如我们将/dev/null做为标准输入,如下所示:
　　ls -l /proc/self/fd > /tmp/foo.txt < /dev/null && cat /tmp/foo.txt
　　total 0
　　lr-x------ 1 root root 64 2010-10-10 12:30 0 -> /dev/null
　　l-wx------ 1 root root 64 2010-10-10 12:30 1 -> /tmp/foo.txt
　　lrwx------ 1 root root 64 2010-10-10 12:30 2 -> /dev/pts/1
　　lr-x------ 1 root root 64 2010-10-10 12:30 3 -> /proc/31998/fd
      此时标准输入的文件描述符也不再是/dev/pts/1了,而是/dev/null
　　最后我们将/dev/null做为标准错误输出,如下所示:
　　ls -l /proc/self/fd > /tmp/foo.txt 2< /dev/null && cat /tmp/foo.txt
　　total 0
　　lrwx------ 1 root root 64 2010-10-10 12:37 0 -> /dev/pts/1
　　l-wx------ 1 root root 64 2010-10-10 12:37 1 -> /tmp/foo.txt
　　lr-x------ 1 root root 64 2010-10-10 12:37 2 -> /dev/null
　　lr-x------ 1 root root 64 2010-10-10 12:37 3 -> /proc/32435/fd
此时标准错误输出的文件描述符也不再是/dev/pts/1了,而是/dev/null