关于Linux文件描述符的笔记

当某个程序打开文件时,操作系统返回相应的文件描述符,程序为了处理该文件必须引用此描述符。所谓的文件描述符是一个低级的正整数。最前面的三个文件描述符(0,1,2)分别与标准输入(stdin),标准输出(stdout)和标准错误(stderr)对应。因此,函数 scanf() 使用 stdin,而函数 printf() 使用 stdout。你可以用不同的文件描述符改写默认的设置并重定向进程的 I/O 到不同的文件。

  1. 首先说什么是文件描述符,它有什么作用?

    文件描述符是一个简单的整数,用以标明每一个被进程所打开的文件和socket。第一个打开的文件是0,第二个是1,依此类推。Unix 操作系统通常给每个进程能打开的文件数量强加一个限制。更甚的是,unix 通常有一个系统级的限制。

    因为squid 的工作方式,文件描述符的限制可能会极大的影响性能。当squid 用完所有的文件描述符后,它不能接收用户新的连接。也就是说,用完文件描述符导致拒绝服务。直到一部分当前请求完成,相应的文件和socket 被关闭,squid 不能接收新请求。当squid发现文件描述符短缺时,它会发布警告。

    在运行./configure 之前,检查你的系统的文件描述符限制是否合适,能给你避免一些麻烦。大多数情况下,1024 个文件描述符足够了。非常忙的cache可能需要4096或更多。在配置文件描述符限制时,推荐设置系统级限制的数量为每个进程限制的2 倍。



  2. 文件描述符的一些说明。

    文件描述符是个很小的正整数,它是一个索引值,指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。 在程序设计中,一些涉及底层的程序编写往往会围绕着文件描述符展开。但是文件描述符这一概念往往只适用于UNIX、Linux这样的操作系统。

    习惯上,标准输入(standard input)的文件描述符是 0,标准输出(standard output)是 1,标准错误(standard error)是 2。尽管这种习惯并非Unix内核的特性,但是因为一些 shell 和很多应用程序都使用这种习惯,因此,如果内核不遵循这种习惯的话,很多应用程序将不能使用。

    采用文件描述符的优点:基于文件描述符的I/O操作兼容POSIX标准。在UNIX、Linux的系统调用中,大量的系统调用都是依赖于文件描述符。
        在Linux系列的操作系统上,由于Linux的设计思想便是把一切设备都视作文件。因此,文件描述符为在该系列平台上进行设备相关的编程实际     上提供了一个统一的方法。

    采用文件描述符的缺点:在非UNIX/Linux操作系统上(如Windows NT),无法基于这一概念进行编程。
        由于文件描述符在形式上不过是个整数,当代码量增大时,会使编程者难以分清哪些整数意味着数据,哪些意味着文件描述符。因此,完成的     代码可读性也就会变得很差。


  3. 与文件描述符相关的一些操作

    文件描述符的生成 open(), open64(), creat(), creat64(),socket(),socketpair(),pipe()

    与单一文件描述符相关的操作 read(), write(),recv(), send(),recvmsg(),sendmsg(),sendfile(),lseek(), lseek64(),fstat(),fstat64(),fchmod(),fchown()

    与复数文件描述符相关的操作 select(), pselect(),poll()

    与文件描述符表相关的操作 close(),dup(),dup2(),fcntl (F_DUPFD),fcntl (F_GETFD and F_SETFD)

    改变进程状态的操作 fchdir(),mmap()

    与文件加锁的操作 flock(),fcntl (F_GETLK, F_SETLK and F_SETLKW),lockf()

    与套接字相关的操作 connect(),bind(),listen(),accept(),getsockname(),getpeername(),getsockopt(), setsockopt(),shutdown()



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