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Linux 基础IO——重定向和缓冲区

news 来源：原创 2025/5/23 14:52:59

一、重定向

1、重定向的本质

2、使用 dup2 系统调用

（1）输出重定向

（2）追加重定向

(3) 输入重定向

二、缓冲区

1.理解缓冲区

2.缓冲区刷新问题

3.为什么要有缓冲区？

4.这个缓冲区在哪里？

一、重定向

什么是重定向，是本来写到显示器上的内容写入到文件当中。

其中， fd ＝ 1 。这种现象叫做输出重定向。常见的重定向有：>，>>，<

1、重定向的本质

重定向的本质其实就是在 OS 内部更改 fd 对应的内容指向。也就是本该写入到1号文件描述符的内容都写到了log.txt中。

 1 #include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 #include <sys/types.h>
  4 #include <sys/stat.h>
  5 #include <fcntl.h>
  6 
  7 int main()
  8 {
  9   close(0);
 10   int fd =open("log.txt",O_RDONLY);
 11   if(fd<0)
 12   {
 13     perror("open");
 14     return 1;
 15   }
 16   printf("fd:%d\n",fd);
 17   char buffer[64];
 18   fgets(buffer,sizeof buffer,stdin);                                                                                                         
 19   printf("%s",buffer);
 20   return 0;
 21 }

本应该从键盘读取的内容，现在从 log.txt 中读取。这就叫作输出重定向。

本应该从显示器上读取，现在从log.txt中读取，这是输入重定向。

这是追加重定向。

2、使用 dup2 系统调用

这个oldfd和newfd我们该怎么区分呢？

很明显依靠函数原型，我们就能认为 dup2(1, fd)，因为 1 是先打开的，而 fd 是后打开的.可实际上并不是这样的，文档中说 newfd 是 oldfd 的一份拷贝，这里拷贝的是文件描述符对应数组下标的内容，所以数组内容最终应该和 oldfd 一致。

换而言之，这里就是想把让 1 不要指向显示器了，而指向 log.txt，fd 也指向 log.txt。所以这里的 oldfd 对应 fd，newfd 对应 1，所以应该是 dup2(fd, 1)。

我们最后的文件描述符要跟oldfd一致。

dup（3，1）是把三号文件描述符的内容拷贝到一号文件描述符里。

（1）输出重定向

< 就是 dup2(fd, 0)，且 open 文件的方式是 O_RDONLY;

（2）追加重定向

(3) 输入重定向

无非是在追加重定向基础上更改

二、缓冲区

1.理解缓冲区

先看一段代码

当我们去掉换行，关闭1号文件描述符时，显示器和重定向到文件都显示不了内容。
只有write的时候，也关闭了1号文件描述符，显示器和重定向到文件却能显示。

这是为什么呢？

这是因为存在缓冲区，C库函数接口没带"\n"，没有打印到显示器上，先写到了缓冲区上。

这个缓冲区一定不在操作系统内部！不是系统级别的缓冲区！

write系统调用接口，使用系统内核的缓冲区，进程结束的时候直接刷新到磁盘上。

而printf/fprintf/fwrite...等C库函数，并没有把数据写入到系统级别的缓冲区中，C语言会提供一个缓冲区(这叫应用层缓冲区，也是用户级缓冲区)，会先把数据写入到用户级缓冲区里。再调用write系统调用接口，在合适的时候把用户级缓冲区的内容写入到系统缓冲区里。