fd，重定向与缓冲区

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理解一切皆文件

IO的基本过程

重定向

dup2重定向

ls /dev/pts指令用于查询服务器下面的终端，开了几个服务器界面就会有几个终端，而 ptmx 是伪终端主设备（pseudoterminal master）这个不算。

可以从一个终端向另一个中端写入数据。

我们从shell的文件可以打开终端，所以终端又是属于文件的。这也映照了Linux下一切接文件。

每个打开的文件在内核当中都有file对象，保存了文件的inode元素信息。

理解一切皆文件

所有的外设都是文件没问题吧，所以外设都是内容+属性，在属于自己的属性结构体里面保存着信息，今天一个进程通过通过文件描述符表的指针直接调用read或者write函数指针读取所对应fd的文件，那这么多的文件难道需要n多个写或者读函数吗，说明这些read/write函数都是一样的，一样的调用下层的文件属性结构体，那读操作的上层，操作系统另外封装了一层软件层，c语言的底层封装了操作系统的文件操作，所以最上层是glibc(C语言标准库)，然后再聊read指针，这么多相同的read指针，进行读取不同的文件，同一个东西可以有不同的状态或者效果，着不就是类似于多态的东西吗，这就是虚拟文件系统，同样的先描述再组织的原则，虽然IO/read/write属性和类别一样但是值可以不同，IO方法又是不同的。

为什么语言喜欢做封装呀，在操作系统都文件函数中如果要以二进制写入数字的话是不行的，这样是会乱码的，所以被剖snprintf转成字符串数组，不同的类型要做不同的转换，在语言层面就没有这个问题，void* 就包含了所有类型了，所以语言喜欢做封装1是方便用户操作，语言封装了才可以在操作系统上进行调用，无论哪种操作系统都是需要兼容语言的，所以2是为了提高语言的可植入性！

IO的基本过程

文件读写过程存在文件内核缓冲区，进程通过struct file的指针找到文件输入或者输出，每个文件都配有操作表，属性集，内核缓冲区，写入文件时会先写入缓冲区，等文件的缓冲区差不多了的时候再一次性写入文件，这个写入文件的过程由OS决定的，修改的本质是先从文件中读取，修改再写入，有时候就需要在文件缓冲区中读取，为什么要有文件缓冲区，统一写入肯定比边输入边就写入快，因为外设比较慢，而输入CPU处理太快了，CPU 速度快，外设慢，文件缓冲区起到了“数据中转站”的作用。减少 I/O 频繁调用，提高系统吞吐量。统一写入可以提高效率。

重定向

进程打开文件，需要给文件分配新的fd，fd的分配规则是使用当前最小的并且没有被使用的fd！

以上fd决对是3，4，5，6了，这是0，1，2都没有被关闭，都在用的情况。

接着我们将1关闭，1是标准输出流吧，printf应该向标准输出流显示器写入对吧，为什么却写入到了文件中，因为标准输出流被重定向了

很显然，第一个自创制的文件的fd被换成1了，那printf是拿着1的去匹配的标准输入流的呀，自然就匹配到文件了。那这个标准输入流不就没有对应的fd了吗，成为没有指针指向的文件，这种没有指向的文件就会被操作系统关掉的，不用了。

这么关闭再重新创建比较不雅观，我们一般重定项会选择使用dup2函数进行完成。

dup2重定向

这个dup2是一个系统调用

重点看dup2，这个函数的意思是将相对于原本的fd拷贝成新的fd，就是用一个新的fd来替换原本的fd，可以看出这个最后一个参数新的fd是我们的目标，将其带入上面的代码关闭的就是，我们要一直使用第一个自我创建的fd来替换原本标准输出流的fd(1)，所以目标就是1，相对于替换之后的oldfd就是原本的fd，dup2(fd，1)。

如下：

成功写入文件：原本是直接输出屏幕的。

所以这个替换的机制是什么样的：

原本3指向新打开的文件，现在使用dup2进行替换，就直接拷贝3的指针的地址然后覆盖在1的位置，然后改变指向，指向新打开的文件，这样原本指向标准输出流的指针就不存在了。标准输入流这个文件就没有指针可以指向它了，跟个孤儿一样，最后被操作系统关闭。