复制文件描述符后仍共享文件偏移

概要：通过 fork 写入文件的示例，说明复制文件描述符后父子进程共享同一 struct file 与文件偏移；并对比 fork/dup/open 在偏移共享上的区别及设计出发点。

1 示例

代码：

if(fork() == 0) {
    write(1, "hello ", 6);
    exit();
} else {
    wait();
    write(1, "world\n", 6);
}

执行过程：

fork 前

FD1 -> struct file A
offset = 0

fork 后

父FD1 -> struct file A
子FD1 -> struct file A   (共享)

子进程写入

write("hello ")
offset: 0 -> 6

父进程 wait 后写入

write("world")
offset: 6 -> 12

最终文件：

hello world

如果 offset 不共享，结果会是：

world

因为父进程会从 0 重新写。

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2 设计出发点

考虑 shell 命令：

(echo hello; echo world) > output.txt

执行方式：

fork
 ├── child1: echo hello
 └── child2: echo world

两个 echo 都写到同一个文件描述符：

FD1 -> output.txt

因为偏移共享，所以输出不会覆盖：

hello
world

这就是 Unix 设计的优势：

多进程顺序写文件时，不需要显式 seek。

3 与重新 open 同一个文件的区别

最容易被忽略的是：

即使打开的是同一个文件，只要是 open 得到的 FD，偏移就不共享。

示例：

fd1 = open("a.txt", O_WRONLY);
fd2 = open("a.txt", O_WRONLY);

此时：

FD1 -> struct file A (offset 0)
FD2 -> struct file B (offset 0)

写入：

write(fd1, "hello", 6);
write(fd2, "world", 6);

结果：

world

因为第二次写从 offset 0 覆盖。

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4 fork / dup / open 三者对比

操作	是否共享 struct file	是否共享 offset
fork	是	是
dup	是	是
open	否	否