UNIX文件描述符重用

Question

尽管我已经相当习惯于UNIX，并且已经在它上面编程很长时间了，但我不习惯文件操作。

我知道0/1/2文件描述符是标准的输入、输出和错误。我知道，每当一个进程打开一个文件时，都会给它一个描述符，该描述符的值最小，但尚未使用-我了解一些关于使用dup/dup2的事情。

不过，我对进程之间的文件描述符感到困惑。是否每个进程都有自己的0/1/2描述符用于in/out/error，还是这3个描述符在所有进程之间共享？为什么你可以在3个不同的shell中运行3个程序，而如果它们是共享的，那么它们都只得到自己的程序输出？

如果两个程序在启动后打开myfile.txt，它们是否都使用文件描述符#3，或者第二个程序将使用#4，因为3已被占用？

我知道我在那里用了几种方式问了同样的问题，但我只是想弄清楚。细节越多越好:)我在编程时从来没有遇到过这些东西的问题，但我正在阅读一本UNIX书籍来理解更多，我突然意识到这让我困惑了很多，而且我以前从来没有详细考虑过它。

Answer 1

每个文件描述符对于进程都是本地的。但是，一些文件描述符可以引用同一文件-例如，如果您使用fork()创建子进程，它将共享父进程打开的文件。它将有自己的一组文件描述符，最初与父级的文件描述符相同，但它们可以随着关闭/dup-ing等而改变。

如果两个程序打开同一个文件，通常它们会得到不同的文件描述符，指向不同的内部结构。但是，使用某些技术(fork、FD传递等)您可以让不同进程中的文件描述符指向相同的内部实体。然而，通常情况并非如此。

回答你的问题，对于新打开的文件，两个程序都会有FD #3。

Answer 2

Unix中的文件描述符(通常)通过fork()和exec()调用保持不变。所以，是的，多个进程可以共享文件描述符。

例如，shell可能会执行如下命令：

foo | bar

在这种情况下，foo的stdout必须连接到bar的stdin。为此，shell很可能使用管道()来创建读取器和写入器文件描述符。它分叉()了两次。描述符会持续存在。调用foo的fork()将关闭( 1 )；dup( writer_fd )；生成writer_fd描述符1。然后它将exec()，进程foo将输出到我们创建的管道。对于bar，我们关闭(0)；dup(读取器)；然后是exec()。瞧，foo将输出到bar。

Answer 3

不要将文件描述符与它们所代表的资源混淆。您可以有十个不同的进程，每个进程都有一个文件描述符'3‘open，并且每个进程都引用一个不同的打开文件。当进程使用其文件描述符来执行I/O时，OS知道哪个进程正在执行I/O，并且能够消除引用哪个文件的歧义。