Question

在“Unix环境中的高级编程”，第2版，作者：W。Richard Stevens。

第8.3节fork函数。

以下是描述：

父项和子项共享相同的文件偏移量非常重要。

考虑一个分叉孩子的过程，然后等待孩子完成。假设两个进程都写入标准输出作为其正常处理的一部分。如果父级的标准输出重定向（可能是shell），则当子级写入标准输出时，子级必须更新父级的文件偏移量。

的 [1。这是什么意思？例如，如果父项的std输出被重定向到'file1'，那么子项写入后子项应该更新什么？ parent的原始std输出偏移或重定向输出（即file1）偏移？不能晚于，对吗？]

的 [2。更新是如何完成的？由子显式，由OS隐式地，由文件描述符本身？在fork之后，我认为父母和孩子走自己的路，并拥有自己的文件描述符COPY。那么孩子如何更新偏移到父方？]

在这种情况下，孩子可以在父母等待时写入标准输出;在孩子完成后，父母可以继续写入标准输出，知道其输出将附加到孩子写的任何内容。如果父级和子级没有共享相同的文件偏移量，则此类交互将更难实现，并且需要父级的明确操作。

如果父节点和子节点都写入相同的描述符，没有任何形式的同步，例如让父节点等待子节点，则它们的输出将被混合（假设它是在fork之前打开的描述符）。虽然这是可能的，但这不是正常的操作模式。

在fork之后处理描述符有两种正常情况。

父母等待孩子完成。在这种情况下，父级不需要对其描述符执行任何操作。当子进程终止时，子进程读取或写入的任何共享描述符都会相应地更新其文件偏移量。
父母和孩子都有自己的方式。这里，在fork之后，父关闭它不需要的描述符，并且子进行相同的操作。这样，既不会干扰对方的开放描述符。网络服务器通常就是这种情况。“

的 [3。当调用fork（）时，我理解的是那个子得到了父有什么的COPY，在这种情况下是文件描述符，并做了它的事情。如果任何偏移更改为父和子共享的文件描述符，则只能因为描述符记住偏移本身。我是对的吗？]

对不起，我对这些概念不熟悉。

有任何帮助吗？感谢。

Answer 1

区分文件描述符非常重要，文件描述符是进程在其读写调用中用于标识文件的小整数，以及文件描述 ，这是内核中的一个结构。文件偏移量是文件描述的一部分。它存在于内核中。

举个例子，让我们使用这个程序：

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/wait.h>

int main(void)
{
    int fd;

    fd = open("output", O_CREAT|O_TRUNC|O_WRONLY, 0666);

    if(!fork()) {
        /* child */
        write(fd, "hello ", 6);
        _exit(0);
    } else {
        /* parent */
        int status;

        wait(&status);
        write(fd, "world\n", 6);
    }
}

（省略了所有错误检查）

如果我们编译此程序，请将其命名为hello，并按以下方式运行：

./hello

这是发生的事情：

程序打开output文件，如果它不存在则创建它，或者如果确实存在则将其截断为零。内核创建文件描述（在Linux内核中为struct file）并将其与调用进程的文件描述符相关联（该进程的文件描述符表中尚未使用的最低非负整数）。返回文件描述符并将其分配给程序中的fd。为了论证，假设fd是3。

程序执行fork（）。新的子进程获取其父文件描述符表的副本，但不复制文件描述。两个进程文件表中的条目号3指向相同的struct file。

父进程在子进程写入时等待。孩子的写入会导致"hello world\n"的前半部分存储在文件中，并使文件偏移量增加6.文件偏移量位于struct file！

子进程退出，父进程wait()完成，父进程使用fd 3进行写入，fd 3仍然与相同的文件描述相关联，文件描述的文件偏移由子进程write()更新。所以消息的后半部分存储在之后第一部分，而不是覆盖它，如果父文件的文件偏移量为零，则会覆盖它，如果文件描述不是这样的话共享。

最后父进程退出，内核看到struct file不再使用并释放它。

Answer 2

在本书的同一部分中，有一个图表显示了打开文件时存在的三个表。

用户filedescriptor表（进程表条目的一部分），filetable和inode表（v-node表）。现在，filedescriptor（它是文件描述符表的索引）条目指向文件表条目，该条目指向inode表条目。
现在文件表格中存在文件偏移量（下次读/写发生的位置）。

所以说你在父母中打开了一个文件，这意味着它有一个描述符，一个文件表条目和inode参考。
现在，在创建子项时，将为子项复制文件描述符表。因此，文件表条目（对于该打开的描述符）中的引用计数增加，这意味着现在对同一文件表条目有两个引用。

此描述符现在在父项和子项中均可用，指向相同的文件表条目，因此共享偏移量。 现在有了这个背景，让我们看看你的问题，

这是什么意思？例如，如果父项的std输出被重定向到'file1'，那么子项写入后子项应该更新什么？父的原始标准输出偏移量或重定向输出（即file1）偏移量？不能是后来的，对吗？]

孩子显然不需要更新任何东西。这本书的作者正在努力告诉我们，假设父母的标准输出被重定向到一个文件并进行了一个fork调用。之后父进程正在进行。所以描述符现在是重复的，即文件偏移量也是共享的。现在，只要现在孩子将任何内容写入标准输出，写入的数据就会保存在重定向的文件中。 写入调用会自动增加偏移量。

现在说孩子退出了。所以父母出来等待并在标准上写出一些东西（这是重定向）。现在将放置父母的写呼叫输出 - ＆gt;在数据之后，由孩子写的。为什么 - ＆gt;因为在孩子写完后，偏移的当前值现在已经改变了。

 Parent ( )
  {
    open a file for writing, that is get the 
    descriptor( say fd);
    close(1);//Closing stdout
    dup(fd); //Now writing to stdout  means writing to the file
    close(fd)
        //Create a child that is do a  fork call.
    ret = fork();
    if ( 0 == ret )
    {
        write(1, "Child", strlen("Child");
        exit ..
    }
        wait(); //Parent waits till child exit.

         write(1, "Parent", strlen("Parent");
    exit ..
}

PL。看到上面的伪代码，打开的文件包含的最终数据将是ChildParent。所以你看到当孩子写完文件时，文件偏移量已经改变了，而且这个文件偏移量可以用于父母的写入调用，因为共享的是offest。

2.更新如何完成？由子显式，由OS隐式地，由文件描述符本身？在分叉后，我认为父母和孩子都走自己的路有自己的文件描述符COPY。那么孩子如何更新偏移到父方？]

Now I think the answer is clear-> by the system call that is by the OS.

[3。当调用fork（）时，我理解的是那个孩子得到了父母的COPY，在这种情况下，文件描述符，并做它的事情。如果任何偏移更改为父和子共享的文件描述符，则只能因为描述符记住偏移本身。我是对的吗？]

这也应该是清楚的。用户文件表的条目指向文件表表条目（包含偏移量）。

换句话说，系统调用可以从描述符中获取偏移量。

任何人都可以在fork（）之后解释关于'文件描述符'的简单描述吗？

2 个答案: