c-使用chdir()进行目录遍历，而不是使用绝对路径

Question

在《Unix环境中的高级编程》一书的第4章中，介绍了文件和目录，其中有一个代码示例，它旨在像ftw命令一样遍历文件层次结构。它使用一个指向绝对文件路径的指针，以及一个带有回调的递归函数来遍历目录，在此过程中使用对opendir()和readdir()的调用。

有一个练习要求读者使用chdir()和文件名，而不是使用绝对路径来完成相同的任务并比较两个程序的时间。我用chdir()编写了一个程序，没有注意到时间上的差异。这是意料之中的事吗？我本以为对chdir()的额外调用会增加一些开销。这可能是一个相对琐碎的电话吗？任何见解都将不胜感激。

以下是使用绝对路径的递归函数：

static int                  /* we return whatever func() returns */
dopath(Myfunc* func)
{
    struct stat     statbuf;
    struct dirent   *dirp;
    DIR             *dp;
    int             ret;
    char            *ptr;
    if (lstat(fullpath, &statbuf) < 0) /* stat error */
        return(func(fullpath, &statbuf, FTW_NS));
    if (S_ISDIR(statbuf.st_mode) == 0) /* not a directory */
        return(func(fullpath, &statbuf, FTW_F));
     /*
      * It's a directory. First call func() for the directory,
      * then process each filename in the directory.
      */
    if ((ret = func(fullpath, &statbuf, FTW_D)) != 0)
        return(ret);
    ptr = fullpath + strlen(fullpath);      /* point to end of fullpath */
    *ptr++ = '/';
    *ptr = 0;
     if ((dp = opendir(fullpath)) == NULL)     /* can't read directory */
         return(func(fullpath, &statbuf, FTW_DNR));
     while ((dirp = readdir(dp)) != NULL) {
         if (strcmp(dirp->d_name, ".") == 0 ||
             strcmp(dirp->d_name, "..") == 0)
                 continue;        /* ignore dot and dot-dot */
         strcpy(ptr, dirp->d_name);   /* append name after slash */
         if ((ret = dopath(func)) != 0)          /* recursive */
              break; /* time to leave */
     }
     ptr[-1] = 0;    /* erase everything from slash onwards */
     if (closedir(dp) < 0)
         err_ret("can't close directory %s", fullpath);
     return(ret);
}

这是我更改后的功能：

static int                  /* we return whatever func() returns */
dopath(Myfunc* func, char* path)
{
    struct stat     statbuf;
    struct dirent   *dirp;
    DIR             *dp;
    int             ret;
    if (lstat(path, &statbuf) < 0) /* stat error */
        return(func(path, &statbuf, FTW_NS));
    if (S_ISDIR(statbuf.st_mode) == 0) /* not a directory */
        return(func(path, &statbuf, FTW_F));
 /*
 * It's a directory. First call func() for the directory,
 * then process each filename in the directory.
 */
    if ((ret = func(path, &statbuf, FTW_D)) != 0)
        return(ret);
    if ( chdir(path) < 0 )
      return(func(path, &statbuf, FTW_DNR));
     if ((dp = opendir(".")) == NULL)     /* can't read directory */
         return(func(path, &statbuf, FTW_DNR));
     while ((dirp = readdir(dp)) != NULL) {
         if (strcmp(dirp->d_name, ".") == 0 ||
             strcmp(dirp->d_name, "..") == 0)
                 continue;        /* ignore dot and dot-dot */
         if ((ret = dopath(func, dirp->d_name)) != 0)          /* recursive */
              break; /* time to leave */
     }
     if ( chdir("..") < 0 )
       err_ret("can't go up directory");
     if (closedir(dp) < 0)
         err_ret("can't close directory %s", fullpath);
     return(ret);
}

Answer 1

我不认为绝对路径版本和chdir()版本之间会有显著的时间性能差异。相反，两个版本的优缺点如下：

• 完整路径名版本可能无法遍历非常深的目录结构，因为完整路径名的长度最终超过PATH_MAX。chdir()版本没有此问题
• chdir()版本操纵pwd，如果可以避免的话，这通常被认为是一种糟糕的做法：它不是线程安全的，最终用户可能希望它被单独使用。例如，命令行上给出的文件名和程序的不同部分使用的文件名可能与用户认为的pwd有关，当您更改它时，pwd会中断
• 如果在备份到更高的目录（chdir("..")）时不特别小心，并且在遍历时目录结构发生更改，则chdir()版本可能会失控。在这种情况下，完整路径名版本可能会以不同的方式中断

现代POSIX系统上可用的openat()系列功能提供了两全其美的功能。如果这些功能可用，那么openat()与fdopendir()、fstatat()等一起就可以很好地实现目录遍历。