15.18 传递已打开的文件给C扩展

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小牛编辑

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2023-12-01

问题

你在Python中有一个打开的文件对象，但是需要将它传给要使用这个文件的C扩展。

解决方案

要将一个文件转换为一个整型的文件描述符，使用 PyFile_FromFd() ，如下：

PyObject *fobj;     /* File object (already obtained somehow) */
int fd = PyObject_AsFileDescriptor(fobj);
if (fd < 0) {
   return NULL;
}

结果文件描述符是通过调用 fobj 中的 fileno() 方法获得的。因此，任何以这种方式暴露给一个描述器的对象都适用（比如文件、套接字等）。一旦你有了这个描述器，它就能被传递给多个低级的可处理文件的C函数。

如果你需要转换一个整型文件描述符为一个Python对象，适用下面的 PyFile_FromFd() :

int fd;     /* Existing file descriptor (already open) */
PyObject *fobj = PyFile_FromFd(fd, "filename","r",-1,NULL,NULL,NULL,1);

PyFile_FromFd() 的参数对应内置的 open() 函数。 NULL表示编码、错误和换行参数使用默认值。

讨论

如果将Python中的文件对象传给C，有一些注意事项。首先，Python通过 io 模块执行自己的I/O缓冲。在传递任何类型的文件描述符给C之前，你都要首先在相应文件对象上刷新I/O缓冲。不然的话，你会打乱文件系统上面的数据。

其次，你需要特别注意文件的归属者以及关闭文件的职责。如果一个文件描述符被传给C，但是在Python中还在被使用着，你需要确保C没有意外的关闭它。类似的，如果一个文件描述符被转换为一个Python文件对象，你需要清楚谁应该去关闭它。 PyFile_FromFd() 的最后一个参数被设置成1，用来指出Python应该关闭这个文件。

如果你需要从C标准I/O库中使用如　fdopen() 函数来创建不同类型的文件对象比如 FILE * 对象，你需要特别小心了。这样做会在I/O堆栈中产生两个完全不同的I/O缓冲层（一个是来自Python的 io 模块，另一个来自C的 stdio ）。像C中的 fclose() 会关闭Python要使用的文件。如果让你选的话，你应该会选择去构建一个扩展代码来处理底层的整型文件描述符，而不是使用来自<stdio.h>的高层抽象功能。