进程间传递文件描述符

由于fork调用之后，父进程打开的文件描述符在子进程中仍然保持打开，所以文件描述符可以很方便的从父进程传递到子进程。

需要注意的是，传递一个文件描述符并非传递一个文件描述符的值，而是要在接收进程中创建一个新的文件描述符，并且该文件描述符和发送进程中被传递的文件描述符指向内核中相同的文件表项。

如何把子进程中打开的文件描述符传递给父进程呢？即如何在两个不相干的进程之间传递文件描述符呢？在Linux下，我们可以利用UNIX域socket在进程间传递特殊的辅助数据，以实现文件描述符的传递。

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实例：
在子进程中打开一个文件描述符，然后将它传递给父进程，父进程则通过读取该文件描述符来获得文件内容。

#include <sys/socket.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>

static const int CONTROL_LEN = CMSG_LEN(sizeof(int));

/*发送文件描述符 fd参数是用来传递信息的UNIX域socket， *fd_to_send参数是待发送的文件描述符 **/
void send_fd(int fd, int fd_to_send)
{
    struct iovec iov[1];
    struct msghdr msg;
    char buf[0];

    iov[0].iov_base = buf;
    iov[0].iov_len = 1;
    msg.msg_name = NULL;
    msg.msg_namelen = 0;
    msg.msg_iov = iov;
    msg.msg_iovlen = 1;

    cmsghdr cm;
    cm.cmsg_len = CONTROL_LEN;
    cm.cmsg_level = SOL_SOCKET;
    cm.cmsg_type = SCM_RIGHTS;
    *(int*)CMSG_DATA(&cm) = fd_to_send;
    msg.msg_control = &cm; /*设置辅助数据*/
    msg.msg_controllen = CONTROL_LEN;

    sendmsg(fd, &msg, 0);
}

/*接收文件描述符*/
int recv_fd(int fd)
{
    struct iovec iov[1];
    struct msghdr msg;
    char buf[0];

    iov[0].iov_base = buf;
    iov[0].iov_len = 1;
    msg.msg_name = NULL;
    msg.msg_namelen = 0;
    msg.msg_iov = iov;
    msg.msg_iovlen = 1;

    cmsghdr cm;
    msg.msg_control = &cm;
    msg.msg_controllen = CONTROL_LEN;

    recvmsg(fd, &msg, 0);

    int fd_to_read = *(int*)CMSG_DATA(&cm);

    return fd_to_read;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    int pipe[2];
    int fd_to_pass = 0;
    /*创建父子进程管道*/
    int ret = socketpair(PF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0, pipefd);
    assert(ret != -1);

    pud_t pid = fork();
    if(pid == 0)
    {
        close(pipefd[0]);
        fd_to_pass = open("test.txt", O_RDWR, 0666);

        /*子进程通过管道将文件描述符发送到父进程。 如果文件test.txt打开失败，则子进程将标准输入文件描述符(0)发送到父进程。 */
        send_fd(pipe[1], (fd_to_pass > 0) ? fd_to_pass : 0);
        close(fd_to_pass);

        exit(0);
    }

    close(pipefd[1]);
    fd_to_pass = recv_fd(pipefd[0]);
    char buf[1024];
    memset(buf, '\0', 1024);
    read(fd_to_pass, buf, 1024);
    printf("I got fd %d and data %s\n", fd_to_pass, buf);

    close(fd_to_pass);

    return 0;
}

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Linux高性能服务器编程