关于SVN中文件描述符重用引发文件损坏的技术疑问

看到的SVN源码注释： #

/* The following makes sure that file descriptors 0 (stdin), 1
(stdout) and 2 (stderr) will not be "reused", because if
e.g. file descriptor 2 would be reused when opening a file, a
write to stderr would write to that file and most likely
corrupt it. */

对应的源码实现： #

if ((fstat(0, &st) == -1 && open("/dev/null", O_RDONLY) == -1) ||
    (fstat(1, &st) == -1 && open("/dev/null", O_WRONLY) == -1) ||
    (fstat(2, &st) == -1 && open("/dev/null", O_WRONLY) == -1))
  {
    if (error_stream)
      fprintf(error_stream, "%s: error: cannot open '/dev/null'\n",
              progname);
    return EXIT_FAILURE;
  }

问题1：重用文件描述符为何会导致文件损坏？ #

操作系统分配文件描述符时，会优先选用当前未被使用的最小编号。比如如果stderr对应的fd=2被关闭了，后续调用open()打开普通文件时，系统很可能把fd=2分配给这个新文件。这时程序里如果还有代码向stderr（也就是现在的fd=2）写入错误信息、日志，这些内容会直接写到那个普通文件里，打乱文件原有内容结构，最终导致文件损坏。

问题2：如何使用文件描述符2（stderr）打开文件？ #

准确来说是把目标文件关联到fd=2，常见两种实现方式：

• 方法一：先关闭fd=2，再调用open()打开目标文件。系统会自动把最小可用的fd（也就是2）分配给新文件，此时fd=2就指向这个文件。
• 方法二：先打开目标文件得到临时fd，再用dup2()将临时fd复制到fd=2。示例代码：

  int tmp_fd = open("target_file", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
  if (tmp_fd != -1) {
      dup2(tmp_fd, 2); // 将临时fd的关联复制到fd=2
      close(tmp_fd);   // 临时fd不再需要，关闭释放
  }
  

问题3：打开文件的操作为何会影响对stderr的写入？ #

如果stderr对应的fd=2处于未使用状态（比如被提前关闭），调用open()打开新文件时会复用这个fd。此时fd=2对应的已经不是原来的标准错误输出（通常是终端），而是新打开的文件。程序里所有向stderr（fd=2）的写入操作，都会被操作系统导向这个新文件，而不是原本的标准错误输出，自然就改变了stderr的写入行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user15787088