Linux系統(tǒng)中多次打開同一個(gè)文件操作方法

? ? ?大家好，我是ST。

? ? ?今天的話主要和大家聊一聊，在Linux系統(tǒng)中如果一個(gè)文件被打開多次會(huì)出現(xiàn)什么情況。

第一：多次打開同一個(gè)文件

? ??大家看到這個(gè)標(biāo)題可能會(huì)有疑問，同一個(gè)文件還能被多次打開？事實(shí)確實(shí)如此，同一個(gè)文件可以被 多次打開，譬如在一個(gè)進(jìn)程中多次打開同一個(gè)文件、在多個(gè)不同的進(jìn)程中打開同一個(gè)文件，那么這些操作都 是被允許的。本小節(jié)就來探討下多次打開同一個(gè)文件會(huì)有一些什么現(xiàn)象以及相應(yīng)的細(xì)節(jié)問題？

? ? ?當(dāng)一個(gè)進(jìn)程內(nèi)多次open打開同一個(gè)文件，那么會(huì)得到多個(gè)不同的文件描述符fd，同理在關(guān)閉文件的時(shí)候也需要調(diào)用close依次關(guān)閉文件描述符。

?

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(void)
{
 int fd1, fd2, fd3;
 int ret;
 /* 第一次打開文件 */
 fd1 = open("./test_file", O_RDWR);
 if (-1 == fd1) {
 perror("open error");
 exit(-1);
 }
 /* 第二次打開文件 */
 fd2 = open("./test_file", O_RDWR);
 if (-1 == fd2) {
 perror("open error");
 ret = -1;
?goto?err1;
? }
 /* 第三次打開文件 */
 fd3 = open("./test_file", O_RDWR);
 if (-1 == fd3) {
 perror("open error");
 ret = -1;
 goto err2;
 }
 /* 打印出 3 個(gè)文件描述符 */
 printf("%d %d %d
", fd1, fd2, fd3);
 close(fd3);
 ret = 0;
err2:
 close(fd2);
err1:
 /* 關(guān)閉文件 */
 close(fd1);
 exit(ret);
}

?

? ? 在上述代碼中，通過3次調(diào)用open函數(shù)對test_file文件打開了3次，最后將3次得到的文件描述符打印出來，在當(dāng)前目錄下存在test_file文件，接下來編譯測試：

? ? 從打印結(jié)果可知，三次調(diào)用 open 函數(shù)得到的文件描述符分別為 6、7、8，通過任何一個(gè)文件描述符對文件進(jìn)行 IO 操作都是可以的，但是需要注意是，調(diào)用 open 函數(shù)打開文件使用的是什么權(quán)限，則返回的文件描述符就擁有什么權(quán)限，文件 IO 操作完成之后，在結(jié)束進(jìn)程之前需要使用 close 關(guān)閉各個(gè)文件描述符。

第二：一個(gè)文件被打開多次，在內(nèi)存中不會(huì)存在多份動(dòng)態(tài)文件

? ? ?如果同一個(gè)文件被多次打開，那么該文件所對應(yīng)的動(dòng)態(tài)文件是否在內(nèi)存中也存在多份？也就是說，多次打開同一個(gè)文件是否會(huì)將其文件數(shù)據(jù)多次拷貝到內(nèi)存中進(jìn)行維護(hù)？

?

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(void)
{
 char buffer[4];
 int fd1, fd2;
 int ret;
 /* 創(chuàng)建新文件 test_file 并打開 */
 fd1 = open("./test_file", O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL,
 S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
 if (-1 == fd1) {
 perror("open error");
 exit(-1);
 }
 /* 再次打開 test_file 文件 */
 fd2 = open("./test_file", O_RDWR);
 if (-1 == fd2) {
 perror("open error");
 ret = -1;
 goto err1;
 }
 /* 通過 fd1 文件描述符寫入 4 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) */
 buffer[0] = 0x11;
 buffer[1] = 0x22;
 buffer[2] = 0x33;
 buffer[3] = 0x44;
 ret = write(fd1, buffer, 4);
 if (-1 == ret) {
 perror("write error");
 goto err2;
 }
 /* 將讀寫位置偏移量移動(dòng)到文件頭 */
 ret = lseek(fd2, 0, SEEK_SET);
 if (-1 == ret) {
 perror("lseek error");
 goto err2;
 }
 /* 讀取數(shù)據(jù) */
 memset(buffer, 0x00, sizeof(buffer));
 ret = read(fd2, buffer, 4);
 if (-1 == ret) {
 perror("read error");
 goto err2;
 }
 printf("0x%x 0x%x 0x%x 0x%x
", buffer[0], buffer[1],
 buffer[2], buffer[3]);
 ret = 0;
err2:
 close(fd2);
err1:
 /* 關(guān)閉文件 */
 close(fd1);
 exit(ret);
}

?

? ? ?當(dāng)前目錄下不存在test_file文件，代碼中，第一次調(diào)用open函數(shù)新建并打開test_file文件，第二次調(diào)用open函數(shù)再次打開它，新建文件時(shí)，文件大小為0；首先通過文件描述符 fd1 寫入4 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)（0x11/0x22/0x33/0x44），從文件頭開始寫；然后再通過文件描述符 fd2 讀取 4 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，也是從文件頭開始讀取。假如，內(nèi)存中只有一份動(dòng)態(tài)文件，那么讀取得到的數(shù)據(jù)應(yīng)該就是 0x11、0x22、0x33、0x44，如果存在多份動(dòng)態(tài)文件，那么通過 fd2 讀取的是與它對應(yīng)的動(dòng)態(tài)文件中的數(shù)據(jù)，那就不是 0x11、0x22、0x33、0x44，而是讀取出 0 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，因?yàn)樗奈募笮∈?0。

? ??根據(jù)以上打印結(jié)果，打印顯示出來的數(shù)據(jù)是0x11/0x22/0x33/0x44，所以由此可知，即使多次打開同一個(gè)文件，內(nèi)存中也只有一份動(dòng)態(tài)文件。

第三：多次open打開同一個(gè)文件，不同文件描述符對應(yīng)的讀寫位置偏移量是相互獨(dú)立的

? ??同一個(gè)文件件被多次打開，會(huì)得到多個(gè)不同的文件描述符，也就意味著會(huì)有多個(gè)不同的文件表，而文件讀寫偏移量信息就記錄在文件表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，所以從這里可以推測不同的文件描述符所對應(yīng)的讀寫偏移量是相互獨(dú)立的，并沒有關(guān)聯(lián)在一起，并且文件表中 i-node 指針指向的都是同一個(gè) inode，如下圖所示：

總結(jié)：多次打開同一個(gè)文件，返回的文件描述符各不相同，但是操作的仍然是同一個(gè)文件。