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【Linux】重定向操作的原理：修改文件描述符fd底层指向 (文件系统角度理解)

看不見的法師

发布： 2025-07-22 12:08:11

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※.重定向的原理总结：修改特性文件fd的下标内容。上层fd保持不变（例如read，fgets，scanf），而底层fd指向的内容发生改变。

一.文件描述符基础知识 Linux进程默认情况下会有三个已打开的文件描述符，分别是：

stdin标准输入，文件描述符为0
stdout标准输出，文件描述符为1
stderr标准错误，文件描述符为2

0,1,2对应的物理设备通常是：键盘，显示器，显示器。

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二.dup2函数介绍首先了解dup2函数，其功能是改变底层fd的指向。

#include <unistd.h>
int dup2(int oldfd, int newfd);
参数：
- oldfd：这是你想要复制的文件描述符。（最终被保留的fd）
- newfd：这是你想要将oldfd复制到的文件描述符位置。
返回值：
- 成功时，返回newfd（即复制后的文件描述符，通常与newfd参数相同，除非newfd之前已经打开并被关闭）。
- 失败时，返回-1，并设置errno以指示错误类型。

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三.重定向原理演示 1.输出重定向——原理图文演示此时，我们发现，本来应该输出到显示器上的内容，输出到了文件myfile中，其中，fd=1。这种现象称为输出重定向。printf是C库中的IO函数，通常向stdout标准输出1中输出，但是stdout底层访问文件时，仍然查找fd:1，但此时，fd:1下标所表示的内容已经变成了myfile的地址，不再是显示器文件的地址，因此，输出的任何消息都会写入文件中，从而完成输出重定向。

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底层等效于dup2(dp, 1); 底层fd指向的内容改变，实现的重定向功能改变，fd为4为oldfd，最终被保留下来。

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#include <stdio.h>
#include <sys>
#include <sys>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
    close(1);
    int fd = open("myfile", O_WRONLY|O_CREAT, 00644);
    printf("fd: %d\n", fd);//输出结果为1
    fflush(stdout);
    close(fd);
    exit(0);
}

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2.输入重定向原理同理，将0对应的输入流，底层fd指向键盘改为由log.txt输入。

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