文章目錄

• • 文件描述符
  • 提出前提
  • 簡介
  • • 如何創(chuàng)建文件描述符
  • 20220411 文件描述符擴展

文件描述符

內核（kernel）利用文件描述符（file descriptor）來訪問文件。文件描述符是非負整數(shù)。打開現(xiàn)存文件或新建文件時，內核會返回一個文件描述符。讀寫文件也需要使用文件描述符來指定待讀寫的文件。

提出前提

每一個文件描述符會與一個打開文件相對應，同時，不同的文件描述符也會指向同一個文件。相同的文件可以被不同的進程打開也可以在同一個進程中被多次打開。系統(tǒng)為每一個進程維護了一個文件描述符表，該表的值都是從0開始的，所以在不同的進程中你會看到相同的文件描述符，這種情況下相同文件描述符有可能指向同一個文件，也有可能指向不同的文件。具體情況要具體分析，要理解具體其概況如何，需要查看由內核維護的3個數(shù)據(jù)結構。

進程級的文件描述符表；

系統(tǒng)級的打開文件描述符表；

文件系統(tǒng)的i-node表。

簡介

文件描述符在形式上是一個非負整數(shù)。實際上，它是一個索引值，指向內核為每一個進程所維護的該進程打開文件的記錄表。當程序打開一個現(xiàn)有文件或者創(chuàng)建一個新文件時，內核向進程返回一個文件描述符。在程序設計中，一些涉及底層的程序編寫往往會圍繞著文件描述符展開。但是文件描述符這一概念往往只適用于UNIX、Linux這樣的操作系統(tǒng)。

習慣上，標準輸入（standard input）的文件描述符是 0，標準輸出（standard output）是 1，標準錯誤（standard error）是 2。盡管這種習慣并非Unix內核的特性，但是因為一些 shell 和很多應用程序都使用這種習慣，因此，如果內核不遵循這種習慣的話，很多應用程序將不能使用。

POSIX 定義了 STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO 和 STDERR_FILENO 來代替 0、1、2。這三個符號常量的定義位于頭文件 unistd.h。

文件描述符的有效范圍是 0 到 OPEN_MAX。一般來說，每個進程最多可以打開 64 個文件（0 — 63）。對于 FreeBSD 5.2.1、Mac OS X 10.3 和 Solaris 9 來說，每個進程最多可以打開文件的多少取決于系統(tǒng)內存的大小，int 的大小，以及系統(tǒng)管理員設定的限制。Linux 2.4.22 強制規(guī)定最多不能超過 1,048,576 。

文件描述符是由無符號整數(shù)表示的句柄，進程使用它來標識打開的文件。文件描述符與包括相關信息（如文件的打開模式、文件的位置類型、文件的初始類型等）的文件對象相關聯(lián)，這些信息被稱作文件的上下文。

如何創(chuàng)建文件描述符

進程獲取文件描述符最常見的方法是通過本機子例程open或create獲取或者通過從父進程繼承。后一種方法允許子進程同樣能夠訪問由父進程使用的文件。文件描述符對于每個進程一般是特定的。當用fork子例程創(chuàng)建某個子進程時，該子進程會獲得其父進程所有文件描述符的副本，這些文件描述符在執(zhí)行fork時打開。在由fcntl、dup和dup2子例程復制或拷貝某個進程時，會發(fā)生同樣的復制過程。

對于每個進程，操作系統(tǒng)內核在u_block結構中維護文件描述符表，所有的文件描述符都在該表中建立索引。

參考文章：文件描述符

20220411 文件描述符擴展

Linux—文件描述符、進程、線程

總結

以上是生活随笔為你收集整理的文件描述符fd是什么？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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