与维基百科相比,什么样的文件描述符描述更简单?为什么需要它们?比如说,以壳进程为例,它是如何应用的呢? 进程表是否包含多个文件描述符?如果是,为什么?


当前回答

任何操作系统都有正在运行的进程(p),比如p1、p2、p3等等。每个进程通常会持续使用文件。

每个过程都由一个过程树(或者另一种说法是进程表)组成。

通常,操作系统用数字表示每个进程中的每个文件(也就是说,在每个进程树/表中)。

进程中使用的第一个文件是file0,第二个是file1,第三个是file2,依此类推。

任何这样的数字都是文件描述符。

文件描述符通常是整数(0、1、2而不是0.5、1.5、2.5)。

假设我们经常将过程描述为“进程表”,并且假设表格有行(条目),我们可以说每个条目中的文件描述符单元格用于表示整个条目。

以类似的方式,当您打开一个网络套接字时,它有一个套接字描述符。

在某些操作系统中,您可能会耗尽文件描述符,但这种情况极为罕见,普通计算机用户不必为此担心。

文件描述符可能是全局的(进程A开始于0,结束于1;进程B开始于2,结束于3)等等,但据我所知,通常在现代操作系统中,文件描述符不是全局的,实际上是特定于进程的(进程A开始于0,结束于5,而进程B开始于0,结束于10)。

其他回答

其他答案补充了很好的内容。我只是说说我的看法。

根据维基百科,我们可以肯定地知道:文件描述符是非负整数。我认为最重要的一点是:

文件描述符绑定到进程ID。

我们知道最著名的文件描述符是0、1和2。 0对应STDIN, 1对应STDOUT, 2对应STDERR。

比如说,以壳进程为例,它是如何应用的呢?

检查这段代码

#>sleep 1000 &
[12] 14726

我们创建了一个id为14726 (PID)的进程。 使用lsof -p 14726,我们可以得到这样的东西:

COMMAND   PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF    NODE NAME
sleep   14726 root  cwd    DIR    8,1     4096 1201140 /home/x
sleep   14726 root  rtd    DIR    8,1     4096       2 /
sleep   14726 root  txt    REG    8,1    35000  786587 /bin/sleep
sleep   14726 root  mem    REG    8,1 11864720 1186503 /usr/lib/locale/locale-archive
sleep   14726 root  mem    REG    8,1  2030544  137184 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so
sleep   14726 root  mem    REG    8,1   170960  137156 /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.27.so
sleep   14726 root    0u   CHR  136,6      0t0       9 /dev/pts/6
sleep   14726 root    1u   CHR  136,6      0t0       9 /dev/pts/6
sleep   14726 root    2u   CHR  136,6      0t0       9 /dev/pts/6

第4列FD和下一列TYPE对应于文件描述符和文件描述符类型。

FD的一些值可以是:

cwd – Current Working Directory
txt – Text file
mem – Memory mapped file
mmap – Memory mapped device

但是真正的文件描述符在下面:

NUMBER – Represent the actual file descriptor. 

数字后面的字符,即“1u”,表示文件打开的模式。R代表读,w代表写,u代表读和写。

TYPE文件类型。TYPEs的一些值是:

REG – Regular File
DIR – Directory
FIFO – First In First Out

但是所有的文件描述符都是 CHR—字符特殊文件(或字符设备文件)

现在,我们可以使用lsof -p PID轻松识别STDIN, STDOUT和STDERR的文件描述符,或者如果我们使用ls /proc/PID/fd.也可以看到同样的情况

还要注意,内核所跟踪的文件描述符表与文件表或inodes表并不相同。正如其他一些答案解释的那样,这些是独立的。

例如,您可能会问自己这些文件描述符的物理位置,以及在/dev/pts/6中存储了什么

sleep   14726 root    0u   CHR  136,6      0t0       9 /dev/pts/6
sleep   14726 root    1u   CHR  136,6      0t0       9 /dev/pts/6
sleep   14726 root    2u   CHR  136,6      0t0       9 /dev/pts/6

/dev/pts/6纯粹存在于内存中。这些不是常规文件,而是所谓的字符设备文件。你可以用:ls -l /dev/pts/6检查,它们将以c开头,在我的例子中是crw—w----。

回想一下大多数Linux之类的操作系统定义了七种类型的文件:

常规文件 目录 字符设备文件 块设备文件 本地域套接字 命名管道(fifo)和 符号链接

这里提供的所有答案都很棒,这是我的版本

文件描述符是非负整数,充当“文件”或I/O资源(如管道、套接字或数据流)的抽象句柄。这些描述符帮助我们与这些I/O资源进行交互,并使使用它们变得非常容易。I/O系统对于用户进程来说是一个字节流(I/O流)。Unix进程使用描述符(小的无符号整数)来引用I/O流。与I/O操作相关的系统调用以一个描述符作为参数。

有效的文件描述符范围从0到可配置的最大描述符数(ulimit, /proc/sys/fs/file-max)。内核为FD表的std输入(0),std输出(1)和std错误(2)分配desc.。如果文件打开失败,fd返回-1。

当进程成功请求打开一个文件时,内核返回一个文件描述符,该描述符指向内核全局文件表中的一个条目。文件表项包含文件的inode、字节偏移量和该数据流的访问限制(只读、只写等)等信息。

任何操作系统都有正在运行的进程(p),比如p1、p2、p3等等。每个进程通常会持续使用文件。

每个过程都由一个过程树(或者另一种说法是进程表)组成。

通常,操作系统用数字表示每个进程中的每个文件(也就是说,在每个进程树/表中)。

进程中使用的第一个文件是file0,第二个是file1,第三个是file2,依此类推。

任何这样的数字都是文件描述符。

文件描述符通常是整数(0、1、2而不是0.5、1.5、2.5)。

假设我们经常将过程描述为“进程表”,并且假设表格有行(条目),我们可以说每个条目中的文件描述符单元格用于表示整个条目。

以类似的方式,当您打开一个网络套接字时,它有一个套接字描述符。

在某些操作系统中,您可能会耗尽文件描述符,但这种情况极为罕见,普通计算机用户不必为此担心。

文件描述符可能是全局的(进程A开始于0,结束于1;进程B开始于2,结束于3)等等,但据我所知,通常在现代操作系统中,文件描述符不是全局的,实际上是特定于进程的(进程A开始于0,结束于5,而进程B开始于0,结束于10)。

文件描述符只是任何开放资源的引用。只要您打开一个资源,内核就假定您将对其进行一些操作。所有通过程序和资源的通信都发生在一个接口上,这个接口由文件描述符提供。

由于一个进程可以打开多个资源,所以一个资源可能有多个文件描述符。 你可以通过简单地运行, Ls -li /proc/<pid>/fd/这里的pid是进程的进程id

我不知道内核代码,但我将在这里补充我的意见,因为我已经思考了一段时间,我认为这将是有用的。

当您打开一个文件时,内核返回一个文件描述符来与该文件进行交互。

文件描述符是您正在打开的文件的API的实现。内核创建这个文件描述符,将其存储在一个数组中,并将其提供给您。

例如,该API需要一个允许您读取和写入文件的实现。

现在,再想想我说过的话,记住所有东西都是文件——打印机、监视器、HTTP连接等等。

这是我阅读https://www.bottomupcs.com/file_descriptors.xhtml后的总结。