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1.重定向
1.1引入
首先使用close接口关闭文件描述符为1的文件（起初是标准输出文件）
然后open函数打开一个文件，根据最小未使用文件描述符策略，该文件的文件描述符为1
接着向文件描述符为1的文件写入5条信息
最后再关闭open函数打开的文件
这样就实现了输出重定向的非常搓的版本（先关闭再打开）：原本向标准输出文件写入的内容变为了写入filename文件当中
1.2dup2
实现输入输出追加重定向，调用dup2函数即可，这样就不用先关闭再打开了
| 类别 | 详情 |
|---|---|
| 函数原型 | #include <unistd.h> int dup2(int oldfd, int newfd); |
| 功能描述 | 将文件描述符 oldfd 复制到 newfd，使两者指向同一文件表项。若 newfd 已打开，则先关闭它。 |
| 参数说明 | - oldfd：源文件描述符（必须有效且已打开）。 - newfd：目标文件描述符（可指定，范围通常为 [0, OPEN_MAX-1]）。 |
| 返回值 | - 成功：返回 newfd。 - 失败：返回 -1，并设置 errno（如 EBADF、EMFILE）。 |
(1)输出重定向
(2)追加重定向
(3)输入重定向
1.3原理
文件描述符实质上是进程文件描述符表fd_array[]的数组下标，表中存储的是指向内核文件对象（struct file）的指针。dup2()的功能表面上是指定文件描述符的复制，实质上是将一个文件描述符表项中的指针复制到另一个表项中。重定向的原理就是：进程通过修改文件描述符表项中的指针指向，使得对特定文件描述符的操作实际作用于另一个文件。
1.4重定向的实现
实现重定向的思路是：在执行需要重定向的操作之前，通过系统调用（如dup2()）让内核修改进程的文件描述符表，使得特定的文件描述符指向不同的文件对象，从而永久改变后续所有通过该文件描述符进行的I/O操作的目标
void normalExecute(char* argv[])
{
//创建子进程执行普通命令
pid_t id = fork();
if(id == 0)
{
//打开重定向文件，修改文件描述符的对应内容
//文件描述符
int fd = 0;
//输入重定向
if(rdir == IN_RDIR)
{
fd = open(rdirfilename, O_RDONLY);
dup2(fd, 0);
}
//输出重定向
else if(rdir == OUT_RDIR)
{
fd = open(rdirfilename, O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC, 0666);
dup2(fd, 1);
}
//追加重定向
else if(rdir == APPEND_RDIR)
{
fd = open(rdirfilename, O_CREAT|O_WRONLY|O_APPEND, 0666);
dup2(fd, 1);
}
//子进程执行普通命令
//参数1程序名，参数2命令行参数数组
execvp(argv[0], argv);
exit(EXIT_FAILURE);//替换失败返回错误码
}
else if(id > 0)
{
//父进程阻塞等待
int status = 0;
pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);
if(rid > 0)//等待成功
{ }
else//等待失败
{ }
}
else
{
perror("fork fail\n");
exit(EXIT_FAILURE);//创建子进程败
}
}1.5重定向与进程替换
结论：程序替换不会影响文件访问（包括重定向）
程序替换（exec）不会改变进程已打开的文件状态，包括重定向设置。这是因为Linux内核将进程管理与文件管理解耦，文件描述符表作为进程的一部分在exec时被保留。通过系统调用（如dup2）修改的文件描述符关联关系会被新程序继承，从而实现重定向的持久效果
2.2重定向示例
-
仅重定向标准输出
./mytest > log.txt 等价于 ./mytest 1> log.txt
效果：fd=1（标准输出） → log.txt文件 -
分别重定向
./mytest 1>normal.log 2>err.log
效果：
fd=1 → normal.log（正常输出）
fd=2 → err.log（错误输出） -
合并重定向
方式1：
./mytest >all.log 2>&1 等价于 ./mytest 1>all.log 2>&1
执行顺序：
（1） >all.log 或 1>all.log → fd=1指向all.log
（2） 2>&1 → fd=2也指向fd=1当前指向的文件（all.log）
方式2：
./mytest &>all.log 等价于 >all.log 2>&1
错误的方式：
./mytest 1>all.log 2>all.log //error 竞争
！！两个描述符独立打开文件，会产生竞争条件，内容可能交错混乱！！./mytest 2>&1 >all.log //error 顺序错误
2>&1 → fd=2指向fd=1当前指向的文件（此时fd=1仍指向显示器）all.log → fd=1改为指向all.log
结果： fd=2指向显示器，fd=1指向all.log -
> 默认重定向fd=1，2> 重定向fd=2
-
2>&1 不是重定向到文件，而是让fd=2指向fd=1的当前位置
-
顺序很重要：先重定向目标，再复制描述符
-
&> 是bash的简写，等价于>file 2>&1
2.文件描述符1与2
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文件描述符1（fd=1）：标准输出（stdout） - 正常输出信息
-
文件描述符2（fd=2）：标准错误（stderr） - 错误信息输出
-
默认情况下，程序刚启动时，文件描述符1和2指向不同的文件对象，但这两个文件对象最终都连接到同一个终端设备
3.一切皆文件的理解
自底向上，Linux内核为统一管理各类硬件设备和系统资源，为每种设备类型定义一组操作方法（如读、写、控制等），封装在file_operations结构体中。当设备被访问时，内核创建struct file对象来描述这次打开操作，其中的f_op指针指向该设备对应的操作方法集。进程通过文件描述符访问文件时，内核查找对应的struct file对象，并通过其f_op指针调用具体的设备操作方法。这种抽象层在用户空间表现为统一的文件接口，从而实现了"一切皆文件"的设计哲学