Linux dup和dup2

Linux dup和dup2函数，他们有什么区别，什么场景下会用到，使用它们有什么注意事项

dup和dup2都是Linux系统中的系统调用，用于复制文件描述符。它们的主要区别在于如何指定新的文件描述符以及处理新文件描述符的方式。

dup函数

#include <unistd.h>
int dup(int oldfd);

dup函数创建一个新的文件描述符，这个新的文件描述符是当前可用文件描述符的最小数值。这个新的文件描述符和原来的文件描述符（oldfd）指向同一个文件，共享同一个数据结构，包括锁定、读写指针和各项权限或标志位。

dup2函数

#include <unistd.h>
int dup2(int oldfd, int newfd);

dup2函数与dup函数类似，但是它可以用参数newfd指定新文件描述符的数值。如果newfd已经被程序使用，则系统会先将newfd所指的文件关闭。如果newfd等于oldfd，则返回newfd，而不关闭newfd所指的文件。

使用场景
这两个函数通常用于重定向进程的stdin、stdout和stderr。例如，在CGI编程中，当需要将标准输入重定向到一个文件，或者将标准输出重定向到网络连接时，就可以通过dup()和dup2()来实现。

注意事项
在使用这两个函数时，需要注意以下几点：

成功时，这两个函数都返回新的文件描述符。失败时，返回-1。
这两个函数返回的新文件描述符与原始文件描述符共享所有的锁定、读写位置和各项权限或flags等。
如果newfd已经打开，则dup2()会先关闭它。
dup(oldfd)等效于fcntl(oldfd, F_DUPFD, 0)，而dup2(oldfd, newfd)等效于先调用close(oldfd)，然后调用fcntl(oldfd, F_DUPFD, newfd)。

关于dup和dup2的使用，复制新的文件描述符，对于旧的描述符的使用有什么影响，我的意思是，如果把复制出来的新的描述符关闭了，对于旧的文件描述符的行为是什么样的。还是说新的文件描述符关闭了，对旧的文件描述符没有任何关系，旧的文件描述符不想使用了还要关闭？

当你使用dup或dup2复制一个文件描述符时，新的文件描述符和旧的文件描述符都指向同一个打开的文件。这意味着它们共享相同的文件偏移量和状态标志。

如果你关闭了新的文件描述符，这并不会影响到旧的文件描述符。旧的文件描述符仍然可以用来读写文件。这是因为在Linux系统中，关闭一个文件描述符只是减少了指向该打开文件的引用计数。只有当所有指向该打开文件的文件描述符都被关闭时，该打开的文件才会被真正地关闭。

所以，如果你不再需要使用旧的文件描述符，你仍然需要显式地关闭它，即使你已经关闭了新的文件描述符。否则，旧的文件描述符将继续占用系统资源。

如何使用dup和dup2函数

dup和dup2函数的使用主要涉及到文件描述符的复制。下面是一些示例代码来说明如何使用这两个函数。

使用dup函数

#include<stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>int main () {int file_desc = open("dup.txt", O_WRONLY | O_APPEND);if(file_desc < 0) printf("Error opening the file\\n");int copy_desc = dup(file_desc);write(copy_desc,"This will be output to the file named dup.txt\\n", 46);write(file_desc,"This will also be output to the file named dup.txt\\n", 51);return 0;
}

在这个例子中，我们首先打开一个名为"dup.txt"的文件，并获取其文件描述符file_desc。然后我们使用dup函数复制这个文件描述符，得到新的文件描述符copy_desc。最后我们分别使用file_desc和copy_desc写入一些内容到同一个文件。

使用dup2函数

#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>int main () {int file_desc = open("tricky.txt",O_WRONLY | O_APPEND);dup2(file_desc, 1);printf("I will be printed in the file tricky.txt\\n");return 0;
}

在这个例子中，我们首先打开一个名为"tricky.txt"的文件，并获取其文件描述符file_desc。然后我们使用dup2函数将标准输出（文件描述符为1）重定向到"tricky.txt"。这样，所有的printf语句都会被写入到"tricky.txt"文件中。

举一个使用dup和dup2，当将标准输入重定向到一个文件，和重定向到进程的stdin、stdout和stderr，以及将标准输出重定向到网络连接例子

将标准输入重定向到一个文件

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>int main() {int file_desc = open("input.txt", O_RDONLY);dup2(file_desc, 0);char buffer[1024];scanf("%s", buffer);printf("Read from input.txt: %s\n", buffer);close(file_desc);return 0;
}

在这个例子中，我们首先打开一个名为"input.txt"的文件，并获取其文件描述符file_desc。然后我们使用dup2函数将标准输入（文件描述符为0）重定向到"input.txt"。这样，所有的scanf语句都会从"input.txt"文件中读取数据。

将标准输出重定向到一个文件

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>int main() {int file_desc = open("output.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);dup2(file_desc, 1);printf("This will be written to output.txt\n");close(file_desc);return 0;
}

在这个例子中，我们首先打开一个名为"output.txt"的文件，并获取其文件描述符file_desc。然后我们使用dup2函数将标准输出（文件描述符为1）重定向到"output.txt"。这样，所有的printf语句都会被写入到"output.txt"文件中。

将标准输出重定向到网络连接
这个例子涉及到网络编程，需要使用到socket编程。以下是一个简单的示例：

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>int main() {int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);struct sockaddr_in servaddr;memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_port = htons(22000);servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");connect(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr));dup2(sockfd, 1);printf("This will be sent to the network\n");close(sockfd);return 0;
}