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执行时关闭标识位 FD_CLOEXEC 的作用
首先先回顾 apue 中对它的描述:
① 表示描述符在通过一个 exec 时仍保持有效(书P63,3.14节 fcntl 函数,在讲 F_DUPFD 时顺便提到)
② 对打开文件的处理与每个描述符的执行时关闭(close-on-exec)标志值有关。
见图 3-1 节中对 FD_CLOEXEC 的说明,进程中每个打开描述符都有一个执行时关闭标志。若此标志设置,
则在执行 exec 时关闭该描述符,否则该描述符仍打开。除非特地用 fcntl 设置了该标志,否则系统的默认
操作是在执行 exec 后仍保持这种描述符打开。(书P190,8.10节 exec 函数)
概括为:
① FD_CLOEXEC 是“文件描述符”的标志
② 此标志用来控制在执行 exec 后,是否关闭对应的文件描述符
(关闭文件描述符即不能对文件描述符指向的文件进行任何操作)
下面以一个例子进行说明,包含两个独立程序,一个用来表示父进程,另一个表示它的子进程
父进程 parent.c:
// parent.c#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <string.h>int main(){ int fd = open("test.txt",O_RDWR|O_APPEND); if (fd == -1) { printf("The file test.txt open failed ! The fd = %d\n",fd); execl( "/bin/touch", "touch", "test.txt", (char*)NULL ); return 0; } else { printf("The file test.txt open success ! The fd = %d\n", fd); } printf("fork!\n"); // 什么也不写,相当于系统默认 fcntl(fd, F_SETFD, 0) ,即用 execl 执行子进程时, // 不打开“执行时关闭”标识位 FD_CLOEXEC,此时子进程可以向 test.txt 写入字符串char *s="The Parent Process Writed !\n"; pid_t pid = fork(); if(pid == 0) /* Child Process */ { printf("***** exec child *****\n"); execl("child", "./child", &fd, NULL); printf("**********************\n"); } // 等待子进程执行完毕 wait(NULL); ssize_t writebytes = write(fd,s,strlen(s)); if ( writebytes == -1 ) { printf("The Parent Process Write To fd : %d Failed !\n", fd); } close(fd); return 0;}
子进程 child.c
//child.c#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <string.h>int main(int argc, char *argv[]){ printf("argc = %d\n",argc); if ( argv[1] == NULL ) { printf("There is no Parameter !\n"); return 0; } int fd = *argv[1]; printf("child fd = %d\n",fd); char *s = "The Child Process Writed !\n"; ssize_t writebytes = write(fd, (void *)s, strlen(s)); if ( writebytes == -1 ) { printf("The Child Process Write To fd : %d Failed !\n", fd); } close(fd); return 0;}
此时观察 test.txt ,得到结果
The Child Process Writed !The Parent Process Writed !
因为代码中没做任何操作,系统默认是不设置“执行时关闭标识位”的。
现在在代码中进行设置这个标志:
printf("fork!\n");
fcntl(fd, F_SETFD, 1);
char *s="The Parent Process Writed !\n";…………后面代码省略
此时再观察 test.txt,发现只能看到父进程的输出了:
The Parent Process Writed !
更标准的写法是:
…………前面代码省略printf("fork!\n");
// 和 fcntl(fd, F_SETFD, 1) 等效,但这是标准写法,即用 FD_CLOEXEC 取代直接写1int tFlags = fcntl(fd, F_GETFD);fcntl(fd, F_SETFD, tFlags | FD_CLOEXEC );char *s="The Parent Process Writed !\n";
…………后面代码省略
推荐后面一种写法。
如果在后面重新进行设置 fcntl(fd, F_SETFD, 0) ,即可重新看到子进程的输出(读者可以自己尝试)。
那么问题来了,如果子进程不使用 exec 函数执行的这种方式呢?
那么理论上设置这个标志是无效的。
// parent.c#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>int main(){ int fd = open("test.txt",O_RDWR|O_APPEND); if (fd == -1) { printf("The file test.txt open failed ! The fd = %d\n",fd); execl( "/bin/touch", "touch", "test.txt", (char*)NULL ); return 0; } else { printf("The file test.txt open success ! The fd = %d\n", fd); } printf("fork!\n"); // 系统默认 fcntl(fd, F_SETFD, 0) ,即用 execl 执行子进程时, // 不打开“执行时关闭”标识位 FD_CLOEXEC //fcntl(fd, F_SETFD, 1); //fcntl(fd, F_SETFD, 0); // 和 fcntl(fd, F_SETFD, 1) 等效,但这是标准写法,即用 FD_CLOEXEC 取代直接写1 int tFlags = fcntl(fd, F_GETFD); fcntl(fd, F_SETFD, tFlags | FD_CLOEXEC ); char *s="The Parent Process Writed !\n"; pid_t pid = fork(); if(pid == 0) /* Child Process */ { printf("***** exec child *****\n"); // execl("child", "./child", &fd, NULL); // 注意下面,子进程不用 exec 函数,而是改成直接写入处理 // 此时文件描述符标识位 FD_CLOEXEC 不再起作用 // 即使设置这个标识位,子进程一样可以写入 char *s = "The Child Process Writed !\n"; ssize_t writebytes = write(fd, (void *)s, strlen(s)); if ( writebytes == -1 ) { printf("Child Process Write To fd : %d Failed !\n", fd); } printf("**********************\n"); // 注意这里结束子进程,但不要关闭文件描述符,否则父进程无法写入 exit(0); } // 等待子进程执行完毕 wait(NULL); ssize_t writebytes = write(fd,s,strlen(s)); if ( writebytes == -1 ) { printf("The Parent Process Write To fd : %d Failed !\n", fd); } close(fd); return 0;}
注意修改后的地方:
if(pid == 0) /* Child Process */{ printf("***** exec child *****\n"); // execl("child", "./child", &fd, NULL); // 注意下面,子进程不用 exec 函数,而是改成直接写入处理 // 此时文件描述符标识位 FD_CLOEXEC 不再起作用 // 即使设置这个标识位,子进程一样可以写入 char *s = "The Child Process Writed !\n"; ssize_t writebytes = write(fd, (void *)s, strlen(s)); if ( writebytes == -1 ) { printf("The Child Process Write To fd : %d Failed !\n", fd); } printf("**********************\n"); // 注意这里结束子进程,但不要关闭文件描述符,否则父进程无法写入 exit(0);}
在前面仍然要设置标志:
int tFlags = fcntl(fd, F_GETFD);fcntl(fd, F_SETFD, tFlags | FD_CLOEXEC );
重新编译,观察结果,发现子进程又可以重新写文件了:
The Child Process Writed !The Parent Process Writed !
证明设置这个标志,对不用 exec 的子进程是没有影响的。
执行时关闭标识位 FD_CLOEXEC 的作用