如何检查文件描述符是否已关闭？

Question

在 POSIX 环境中，当使用系统调用来操作文本文件 (open(), close(), read(), write()) 时，有没有办法检查我在使用 close(file_descriptor) 时是否真的关闭了文件描述符？

示例：

int main(int argc, char **argv)
{
    int input_file; // file descriptor for input file
    int output_file; // file descriptor for output file
    input_file = open(argv[1], O_RDONLY));
    ouput_file = open(argv[2], ...file properties & permissions and crap.....);

    // blah blah blah...

    close(input_file);
    close(output_file);

    // what can I code here to check if the file descriptor was actually closed?
}

Answer 1

最简单的方法可能是检查您的第一个 close 的返回值。

if (close(input_file)) {
    perror("close");
} else {
    // all good
}

这是唯一线程安全的方式。在多线程程序中，另一个线程可以获得一个新的文件描述符，该文件描述符回收刚刚关闭的文件描述符的 fd 编号。

---

仅在单线程代码中，在关闭和检查之间没有任何东西可以回收 fd：

如果您想在之后检查文件描述符是否有效，那么您可以使用任何使用文件描述符的函数并检查它的错误代码。最不干预最轻量级的大概是fcntl/F_GETFL

if (fcntl(fd, F_GETFL) < 0 && errno == EBADF) {
    // file descriptor is invalid or closed
}

您也可以再次调用close，它也可能失败并调用EBADF。

if (close(fd) && errno == EBADF) {
    // file descriptor is invalid or closed
} else {
    // we successfully closed fd *now* (e.g. first close failed with EINTR)
    // or there was a different error
}

close 在成功时不会修改errno，但我们只在close 返回非零时读取errno，这意味着它已被设置。

Answer 2

您可以查看close()的返回值和相应的错误号。

来自http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/close.html

成功完成后，返回0；否则，-1 应 被返回并设置 errno 以指示错误。

[...]

如果出现以下情况，close() 函数将失败：

[EBADF]

fildes 参数不是有效的文件描述符。

Answer 3

检查文件描述符是否无效的唯一保存方法是在定义和每次成功关闭时将其显式设置为（例如）-1。

可以使用宏来完成：

#define FD_INVALID (-1)

#define FD_CLOSE_AND_INVALIDATE(fd) \
do { \
  if (-1 == close(fd)) \
  { \
    perror("close failed"); \
  } \
  else \
  { \
    (fd) = FD_INVALID; \
  } \
} while (0)

int main(int argc, char ** argv)
{
  int input_file = FD_INVALID; /* Properly initialise file descriptor for input file */
  int output_file = FD_INVALID; /*  Properly initialise file descriptor for output file */

  input_file = open(argv[1], O_RDONLY));
  ouput_file = open(argv[2], ...);

  /* Do something. */

  FD_CLOSE_AND_INVALIDATE(input_file);
  FD_CLOSE_AND_INVALIDATE(output_file);

  /* To check if the file descriptor was actually closed just test for FD_INVALID. */
}