? ? ?大家好，我是ST。

? ? ?今天的話主要和大家聊一聊，在Linux系統中如果一個文件被打開多次會出現什么情況。

第一：多次打開同一個文件

? ??大家看到這個標題可能會有疑問，同一個文件還能被多次打開？事實確實如此，同一個文件可以被 多次打開，譬如在一個進程中多次打開同一個文件、在多個不同的進程中打開同一個文件，那么這些操作都 是被允許的。本小節就來探討下多次打開同一個文件會有一些什么現象以及相應的細節問題？

? ? ?當一個進程內多次open打開同一個文件，那么會得到多個不同的文件描述符fd，同理在關閉文件的時候也需要調用close依次關閉文件描述符。

?

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(void)
{
 int fd1, fd2, fd3;
 int ret;
 /* 第一次打開文件 */
 fd1 = open("./test_file", O_RDWR);
 if (-1 == fd1) {
 perror("open error");
 exit(-1);
 }
 /* 第二次打開文件 */
 fd2 = open("./test_file", O_RDWR);
 if (-1 == fd2) {
 perror("open error");
 ret = -1;
?goto?err1;
? }
 /* 第三次打開文件 */
 fd3 = open("./test_file", O_RDWR);
 if (-1 == fd3) {
 perror("open error");
 ret = -1;
 goto err2;
 }
 /* 打印出 3 個文件描述符 */
 printf("%d %d %d
", fd1, fd2, fd3);
 close(fd3);
 ret = 0;
err2:
 close(fd2);
err1:
 /* 關閉文件 */
 close(fd1);
 exit(ret);
}

?

? ? 在上述代碼中，通過3次調用open函數對test_file文件打開了3次，最后將3次得到的文件描述符打印出來，在當前目錄下存在test_file文件，接下來編譯測試：

? ? 從打印結果可知，三次調用 open 函數得到的文件描述符分別為 6、7、8，通過任何一個文件描述符對文件進行 IO 操作都是可以的，但是需要注意是，調用 open 函數打開文件使用的是什么權限，則返回的文件描述符就擁有什么權限，文件 IO 操作完成之后，在結束進程之前需要使用 close 關閉各個文件描述符。

第二：一個文件被打開多次，在內存中不會存在多份動態文件

? ? ?如果同一個文件被多次打開，那么該文件所對應的動態文件是否在內存中也存在多份？也就是說，多次打開同一個文件是否會將其文件數據多次拷貝到內存中進行維護？

?

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(void)
{
 char buffer[4];
 int fd1, fd2;
 int ret;
 /* 創建新文件 test_file 并打開 */
 fd1 = open("./test_file", O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL,
 S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
 if (-1 == fd1) {
 perror("open error");
 exit(-1);
 }
 /* 再次打開 test_file 文件 */
 fd2 = open("./test_file", O_RDWR);
 if (-1 == fd2) {
 perror("open error");
 ret = -1;
 goto err1;
 }
 /* 通過 fd1 文件描述符寫入 4 個字節數據 */
 buffer[0] = 0x11;
 buffer[1] = 0x22;
 buffer[2] = 0x33;
 buffer[3] = 0x44;
 ret = write(fd1, buffer, 4);
 if (-1 == ret) {
 perror("write error");
 goto err2;
 }
 /* 將讀寫位置偏移量移動到文件頭 */
 ret = lseek(fd2, 0, SEEK_SET);
 if (-1 == ret) {
 perror("lseek error");
 goto err2;
 }
 /* 讀取數據 */
 memset(buffer, 0x00, sizeof(buffer));
 ret = read(fd2, buffer, 4);
 if (-1 == ret) {
 perror("read error");
 goto err2;
 }
 printf("0x%x 0x%x 0x%x 0x%x
", buffer[0], buffer[1],
 buffer[2], buffer[3]);
 ret = 0;
err2:
 close(fd2);
err1:
 /* 關閉文件 */
 close(fd1);
 exit(ret);
}

?

? ? ?當前目錄下不存在test_file文件，代碼中，第一次調用open函數新建并打開test_file文件，第二次調用open函數再次打開它，新建文件時，文件大小為0；首先通過文件描述符 fd1 寫入4 個字節數據（0x11/0x22/0x33/0x44），從文件頭開始寫；然后再通過文件描述符 fd2 讀取 4 個字節數據，也是從文件頭開始讀取。假如，內存中只有一份動態文件，那么讀取得到的數據應該就是 0x11、0x22、0x33、0x44，如果存在多份動態文件，那么通過 fd2 讀取的是與它對應的動態文件中的數據，那就不是 0x11、0x22、0x33、0x44，而是讀取出 0 個字節數據，因為它的文件大小是 0。

? ??根據以上打印結果，打印顯示出來的數據是0x11/0x22/0x33/0x44，所以由此可知，即使多次打開同一個文件，內存中也只有一份動態文件。

第三：多次open打開同一個文件，不同文件描述符對應的讀寫位置偏移量是相互獨立的

? ??同一個文件件被多次打開，會得到多個不同的文件描述符，也就意味著會有多個不同的文件表，而文件讀寫偏移量信息就記錄在文件表數據結構中，所以從這里可以推測不同的文件描述符所對應的讀寫偏移量是相互獨立的，并沒有關聯在一起，并且文件表中 i-node 指針指向的都是同一個 inode，如下圖所示：

總結：多次打開同一個文件，返回的文件描述符各不相同，但是操作的仍然是同一個文件。