c - 使用 dup2 将 stdout/stderr 重定向到同一个文件时出现问题

Question

我在使用 dup2 尝试将 stdout 和 stderr 重定向到同一个输出文件时遇到了一些问题。

我正在使用这个解释性代码示例:(gcc 4.8.2，Ubuntu 14.04)

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

#define USE2FILES

int main()
{
    int f1, f2, status;

    f1 = open("test.out", O_CREAT | O_WRONLY, 0644);
    if (f1 == -1) {
        perror("open(): ");
    }
    status = dup2(f1, STDOUT_FILENO);
    if (status == -1) {
        perror("dup2(): ");
    }

#ifdef USE2FILES
    close(f1);
#endif

#ifdef USE2FILES
    f2 = open("test.out", O_CREAT | O_WRONLY, 0644);
    if (f2 == -1) {
        perror("dup2(): ");
    }
#else
    f2 = f1;
#endif
    status = dup2(f2, STDERR_FILENO);
    if (status == -1) {
        perror("dup2(): ");
    }
    close(f2);

    fprintf(stderr, "test_stderr1\n");
    fprintf(stdout, "test_stdout1\n");
    fprintf(stderr, "test_stderr2\n");
    fprintf(stdout, "test_stdout2\n");
    fprintf(stderr, "test_stderr3\n");
    fprintf(stdout, "test_stdout3\n");

    fflush(stdout);
    fflush(stderr);

    return 0;
}

USE2FILES 宏应该在使用分别被复制到 stdout 和 stderr 的 2 个文件描述符(针对同一文件)或使用 1 个被复制的文件描述符之间切换stdout 和 stderr。

我的印象是使用 2 个不同的文件描述符进行重定向应该可行。然而，使用 USE2FILES 运行这段代码会在 test.out 中产生以下输出:

test_stdout1
test_stdout2
test_stdout3

如果我然后禁用 USE2FILES，我会得到:

test_stderr1
test_stderr2
test_stderr3
test_stdout1
test_stdout2
test_stdout3

似乎在第一种情况下，stderr 的输出没有通过。这种行为是否符合预期(我是否遗漏了什么)？

编辑:接受 Chris Dodd 的回答后:这确实是一个糟糕的例子。将 fprintf 序列更改为如下内容:

    fprintf(stderr, "test_stderr+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++1\n");
    fprintf(stdout, "test_stdout----------------------------------------1\n");
    fprintf(stderr, "test_stderr++++++++++++++++++++++++++++++++++2\n");
    fprintf(stdout, "test_stdout----------------2\n");
    fprintf(stderr, "test_stderr++++++++++++++++++++++++++++3\n");
    fprintf(stdout, "test_stdout----------------------3\n");

给我这个 test.out 输出:

test_stdout----------------------------------------1
test_stdout----------------2
test_stdout----------------------3
err++++++++++++++++++++++++++++3

非常清楚地显示 stdout 和 stderr 正在竞争写入同一文件。

Answer 1

如果执行两次 open 调用，您将获得两个不同的内核文件句柄，每个都有自己的 I/O 游标(文件偏移量)，因此写入两个文件描述符将相互覆盖。如果您使用单个 open 调用，您只会获得两个文件描述符都引用的单个文件句柄，因此每次写入(对每个描述符)都会增加输出偏移量，以便下一次写入(与另一个文件描述符)将在其后写入。

在您的示例中，写入的字符串长度完全相同，因此对 stdout 的写入完全覆盖了之前对 stderr 的写入。请注意，文件写入仅在刷新 FILE 对象时发生，而不是(必然)在调用 fprintf 时发生。

您还可以通过以 O_APPEND 模式打开文件来获得您似乎想要获得的效果。这将导致每次写入都在实际写入之前将写入偏移量重新定位到文件的当前末尾。