Fork --- 父子进程继承文件操作符与fork（）顺序引发的问题
父子进程继承文件操作符与fork（）顺序引发的问题
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Linux的进程描述task_struct{}中有一个数组专门用于记录一打开的文件，其中文件描述符作为该数组的下标，数组元素为指向所打开的文件所创建的文件表项。文件表项是用于描述文件当前被某个进程打开后的状态信息，包括文件状态标志，记录当前文件读取的位移量（可以通过接口lseek设置），以及文件的i节点指针（i节点描述文件的具体信息，如：创建，修改时间，文件大小，文件存储的块信息）。
文件描述符：其相当于一个逻辑句柄，而open等函数则是将文件或者物理设备与句柄相关联。句柄是一个整数，可以理解为进程特定的文件描述符表的索引。
文件描述符表：用户区的一部分，除非通过使用文件描述符的函数，否则程序无法对其进行访问。对进程中每个打开的文件，文件描述符表都包含一个条目。
系统文件表：为系统中所有的进程共享。对每个活动的open, 它都包含一个条目。每个系统文件表的条目都包含文件偏移量、访问模式（读、写、or 读-写）以及指向它的文件描述符表的条目计数。
内存索引节点表: 对系统中的每个活动的文件（被某个进程打开了），内存中索引节点表都包含一个条目。几个系统文件表条目可能对应于同一个内存索引节点表（不同进程打开同一个文件）。
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父进程先打开文件，再进行fork（）操作
子进程和父进程的文件描述符所对应的文件表项是共享的，这意味着子进程对文件的读写直接影响父进程的文件位移量，父子进程文件描述符是共享的，但是关闭的时候可以分别关闭，也可以同时在公有代码中关闭。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
int fd=open("a.txt",O_RDONLY);
assert(fd!=-1);
char buff[128]={0};
pid_t pid=fork();
assert(pid!=-1);
if(pid==0)
{
printf("child:\t");
read(fd,buff,1);
printf("buffer=%s\n",buff);
sleep(1);
printf("child:\t");
read(fd,buff,1);
printf("buffer=%s\n",buff);
}
else
{
int val=0;
wait(&val);
printf("current id=%d\n",getpid());
printf("exit code:%d\n",val);
printf("parent:\t");
read(fd,buff,1);
printf("buffer=%s\n",buff);
sleep(1);
printf("parent:\t");
read(fd,buff,1);
printf("buffer=%s\n",buff);
}
close(fd);
exit(3);
}
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先进行fork（）操作，父进程再打开文件
子进程和父进程的文件描述符所对应的文件表项不是共享的，这意味着子进程对文件的读写不会影响父进程的文件位移量。（各走各的，节点指针在各自进程中变化，不会互相影响）。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
pid_t pid=fork();
assert(pid!=-1);
int fd=open("a.txt",O_RDONLY);
assert(fd!=-1);
char buff[128]={0};
if(pid==0)
{
printf("child:\t");
read(fd,buff,1);
printf("buffer=%s\n",buff);
sleep(1);
printf("child:\t");
read(fd,buff,1);
printf("buffer=%s\n",buff);
}
else
{
int val=0;
wait(&val);
printf("current id=%d\n",getpid());
printf("exit code:%d\n",val);
printf("parent:\t");
read(fd,buff,1);
printf("buffer=%s\n",buff);
sleep(1);
printf("parent:\t");
read(fd,buff,1);
printf("buffer=%s\n",buff);
}
close(fd);
exit(3);
}
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总结：
(1)子进程继承父进程中打开的文件；父进程先open打开1个文件得到fd，然后再fork创建子进程，之后在父子进程中各自write向fd中写入内容；测试结论是接续写，实际上本质原因是父子进程之间的fd对应的文件指针是彼此关联。
(2)父子进程各自独立打开相同文件实现共享；父进程open打开test.txt然后写入，子进程打开test.txt然后写入，测试结论是分别写，原因是父子进程分离后才各自打开的test.txt，这时候该两个进程的PCB已经独立了，文件表也独立了，则2次读写是完全独立的。