linux共享文件

linux共享文件

在linux中有不少种方式共享文件，可是底层原理都是经过描述符表，文件表， v-node表来实现的。接下来主要讲解下这三张表中内容以及彼此之间的关系。在linux内核中，采用Descriptor table，File table，v-node table来表示打开的文件。

Descriptor table

每一个进程都有一个 descriptor table(描述符表)，其中的条目指向file table中的一条内容

file table

全部被打开的文件都在file table中表示，而且是由进程共享的。file table中的一条内容主要包括文件位置(文件内容的偏移量)，在descriptor table中有多少条目指向此数据(reference count)，指向v-node的指针。关闭一个描述符就是将reference count 减1，直到reference count的数目为1，才会将descriptor table中的对应条目删除。

v-node table

v-node table也是由全部进程共享的。v-node table中的每一个条目都包含了一个文件的大部份内容，如文件权限，读写时间等等；相似于stat结构中的内容。

下面介绍几个例子来具体看下文件共享时，三个表之间的关系

打开不一样的文件

下图表示了一个进程打开了两个文件。stdin，stdout，stderr分别表示标准输入，标准输出，标准错误。即fd1标准输出指向文件A，fd3描述符指向文件B

不一样的描述符打开同一个文件

能够看到file table中的两个条目指向了同一个v-node table中的一个元素 若是咱们对于同一个文件连续调用两次open函数，就能够获得图中所示的关系。因为每一个文件描述符都有其本身的文件位置，因此每一个文件描述符能够读取文件不一样的部分

父进程和子进程中三个表的关系

若是对于图1的进程，咱们调用fork函数，则会出现下面的关系

能够看到子进程内的内容彻底是父进程的一份拷贝

dup2函数

dup2函数能够进行文件的重定向，好比将标准输出重定向到文件等，这个在咱们平时的开发过程当中常常能够碰到。其函数原型以下：

#include <unistd.h>
// returns: nonnegative descriptor if OK, -1 on error
int dup2(int oldfd, int newfd);

dup2函数将oldfd拷贝到newfd中，覆盖newfd中以前的记录；若是newfd已经打开了，则dup2会将newfd先关闭而后在拷贝。对于图1，咱们执行dup2(4, 1), 结果以下所示：

能够看到两个描述符都指向了文件B，文件A已经关闭了，而且文件A对应的file table和v-node table中的条目也已经删除了。文件B的reference count变成了2. 任何写到标准输出的内容都被重定向到文件B中。