linux有名管道的文件描述符3和4

news2025/2/21 9:45:26

在使用有名管道（Named Pipe，FIFO）时，返回的文件描述符 3 和 4 是通过 open() 系统调用打开有名管道后分配的文件描述符。文件描述符是进程用来访问打开的文件或管道的整数标识符。

1. 文件描述符的分配规则

文件描述符是一个非负整数，通常是当前进程未使用的最小整数。
默认情况下，每个进程已经打开了三个标准的文件描述符：
- 0：标准输入（stdin）
- 1：标准输出（stdout）
- 2：标准错误（stderr）
因此，当进程第一次打开一个文件或管道时，通常会分配文件描述符 3，第二次打开时会分配 4，依此类推。

2. 有名管道返回 3 和 4 的场景

假设一个进程通过 open() 系统调用两次打开同一个有名管道：

int fd1 = open("/tmp/my_fifo", O_RDONLY);  // 返回 3
int fd2 = open("/tmp/my_fifo", O_WRONLY);  // 返回 4

第一次调用 open() 时，返回的文件描述符是 3，因为 0、1、2 已经被标准输入、输出和错误占用。
第二次调用 open() 时，返回的文件描述符是 4，因为 3 已经被第一次调用占用。

3. 文件描述符的作用

文件描述符是进程与内核之间的桥梁，用于标识打开的文件、管道、套接字等。
在有名管道的场景中：
- 文件描述符 3 可以用于从管道读取数据（如果以 O_RDONLY 模式打开）。
- 文件描述符 4 可以用于向管道写入数据（如果以 O_WRONLY 模式打开）。

4. 示例代码

以下是一个使用有名管道的示例代码，展示了文件描述符的分配和使用：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>

int main() {
    // 创建有名管道
    mkfifo("/tmp/my_fifo", 0666);

    // 打开有名管道（读取端）
    int fd1 = open("/tmp/my_fifo", O_RDONLY);
    printf("Opened FIFO for reading, fd = %d\n", fd1);

    // 打开有名管道（写入端）
    int fd2 = open("/tmp/my_fifo", O_WRONLY);
    printf("Opened FIFO for writing, fd = %d\n", fd2);

    // 写入数据
    char *msg = "Hello, FIFO!";
    write(fd2, msg, 13);
    printf("Data written to FIFO\n");

    // 读取数据
    char buf[128];
    read(fd1, buf, sizeof(buf));
    printf("Data read from FIFO: %s\n", buf);

    // 关闭文件描述符
    close(fd1);
    close(fd2);

    // 删除有名管道
    unlink("/tmp/my_fifo");

    return 0;
}