【Linux】重定向，dup2

2.重定向

2.1.输出重定向

1.输入重定项。

我们之前学习过的输出重定向就是，将我们本应该输出到显示器上的数据重定向输出到另一个文件中。那他的原理是什么了？

例如：如果我们想让本应该输出到“显示器文件”的数据输出到log.txt文件当中，那么我们可以在打开log.txt文件之前将文件描述符为1的文件关闭，也就是将“显示器文件”关闭，这样一来，当我们后续打开log.txt文件时所分配到的文件描述符就是1。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
 
int main()
{
    close(1);
    // 打开文件
    int fd = open("log.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open");
        exit(1);
    }
 
    // 打开成功
    printf("fd: %d\n", fd);
    printf("fd: %d\n", fd);
    printf("fd: %d\n", fd);
    printf("fd: %d\n", fd);
    fprintf(stdout, "hello fprintf\n");
    const char* s = "hello fwrite\n";
    fwrite(s, strlen(s), 1, stdout);
 
    fflush(stdout);
 
    // 关闭文件
    close(fd);   
    
    return 0;
}

通过上面的现象也可以看出，打印的数据没有到显示器上，而是到了磁盘的文件中，这是为什么呢？

上面就说过，0、1、2默认是被打开的，对应的就要打开显示器，所以stdout的文件描述符就是1，所以C语言的接口fprintf认识的就是stdout或者说就是1，我们一开始就关闭了1号文件描述符，把数组下标为1的位置设置为NULL，然后打开了log.txt文件，此时1没有被占用，所以就把下标为1的位置填入log.txt的结构体的地址，log.txt的文件描述符就是1了，但是上层的C语言函数认识的还是1，他们还是继续往1中写入，这样就不能打印到屏幕而是重定向到了文件中。

重定向的本质是在操作系统中更改fd对应的内容，上面演示的这就就叫做输出重定向。

2.2.输入重定向

输入重定向就是，将我们本应该从一个键盘上读取数据，现在重定向为从另一个文件读取数据。

比如说我们的fget函数是从标准输入读取数据，现在我们让它从log1.txt当中读取数据，我们在scanf读取数据之前close(0).这样键盘文件就被关闭，这样一样log1.txt的文件描述符就是0.

int main()
{
    close(0);
    // 打开文件
    int fd = open("log.txt", O_RDONLY);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open");
        exit(1);
    }
 
    printf("fd: %d\n", fd);
    char buffer[64];
    fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
 
    printf("%s\n", buffer);
 
    // 关闭文件
    close(fd);
 
    return 0;
}

关闭了0号文件描述符，所以打卡的新文件的文件描述符就变成了0，然后读取了文件中的第一行数据。

2.3.追加重定向

还有一种就是追加重定向，更改一下选项就行了。

int main()
{
    close(1);
    // 打开文件
    int fd = open("log.txt", O_WRONLY | O_APPEND | O_CREAT);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open");
        exit(1);
    }
    printf("%d\n", fd);
    fprintf(stdout, "append success\n");
 
    fflush(stdout);
    
    // 关闭文件
    close(fd);
 
    return 0;
}

【注意】：“>”输出重定向修改的只是1号也就是stdout标准输出，所以尽管程序中有两行代码，一行向1号文件描述符中打印，另一行向2号文件描述符中打印，那么使用输出重定向只会使1号文件描述符重定向，2号还是打印到显示器上。

2.4.dup2

我们发现我们上面只能通过close关闭对应的文件描述符实习对应的输出重定向和输出重定向，那我们能不能不关闭呢？

要完成重定向我们只需对fd_array数组当中元素进行拷贝即可。

例如，我们若是将fd_array[3]当中的内容拷贝到fd_array[1]当中，因为C语言当中的stdout就是向文件描述符为1文件输出数据，那么此时我们就将输出重定向到了文件log.txt。而在linux当中就给我们提供了这个系统调用：

函数功能： dup2会将fd_array[oldfd]的内容拷贝到fd_array[newfd]当中。
函数返回值：调用成功返回0，失败返回-1

使用的过程中需要注意：

如果oldfd不是有效的文件描述符，则dup2调用失败，并且此时文件描述符为newfd的文件没有被关闭。
如果oldfd是一个有效的文件描述符，但是newfd和oldfd具有相同的值，则dup2不做任何操作，并返回newfd。

只需要把想要重定向的文件在数组中拷贝过去，比如我想要输出重定向，重定向到某个文件，那么1就代表标准输出，所以就要改变1的指向，就把3的地址拷贝过去，这样1就指向了重定向的文件。

输入重定向也是一样的，0是标准输入，就要从其他文件输入，就把其他文件的地址拷贝到0的位置。

下面通过dup2演示一下前面的输出重定向：

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<sys/types.h>
  3 #include<sys/stat.h>
  4 #include<unistd.h>
  5 #include<fcntl.h>                                                                                                                               
  6 int main()
  7 {
  8   int fd=open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);
  9    dup2(fd,1);
 10  printf("hello world\n");
 11  printf("hello world\n");
 12 
 13 }