linux - C语言write()函数为何将文件描述符0也视为标准输出？

Question

C语言write()函数文件描述符传0，为什么还是会写入到标准输出(屏幕上)

write的声明如下

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

可以看到第一个参数应该是文件描述符(windows下叫句柄)，然后通常情况下，进程会将0初始化为标准输入，将1初始化为标准输出

# define stdin  0
# define stdout 1

但是不知道为什么write这个函数的行为似乎有些诡异，我做了这样一个实验

#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main() {
    char *message1 = "Writing to stdout using file descriptor 0\n";
    char *message2 = "Writing to stdout using file descriptor 1\n";

    write(0, message1, strlen(message1));
    write(1, message2, strlen(message2));

    return 0;
}

正常来讲我感觉write函数应该只有message2是可以正常打印的，message1理论上来说会报错，
因为理论上来讲write函数应该是无法写入0(stdin)的， 可是程序编译和运行却完全没有任何问题，这是运行结果

$ gcc test.c
$ ./a.out  
Writing to stdout using file descriptor 0
Writing to stdout using file descriptor 1

所以我想问一下有没有大佬知道为什么write函数文件描述符传0也会写入标准输出(stdout)

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备注：我的平台是ubuntu 22.04,gcc版本是gcc (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04) 11.4.0

Answer 1

1.write函数属于linux提供的系统调用，这个函数是没有缓冲区的，直接写到fd对应文件在内存中的文件结构体中的缓冲区。
2.文件结构体维护着一个缓冲区，由操作系统决定何时将此缓冲区的内容写到文件在内存的拷贝。
3.键盘也是一个文件，不过大多数情况对于操作系统而言是一个只读文件，我们输入的本质上时字符串，先存在文件结构体的缓冲区，再由操作系统决定何时将这串字符串读到进程里面。
3.stdin=0，当尝试往stdin里面写入字符串时，实际上这个字符串先保存在键盘文件缓冲区，而键盘接收不了字符串，于是这段字符停在缓冲区，而操作系统会认为这是键盘输入的字符，打印在屏幕上。
如下图

在sleep的10s内，我在键盘上输入字符，命令行也会打印我输入的东西。