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FileDescriptor(文件描述符 )的一些理解

发布时间:2017-05-23 09:19:02来源:linux网站作者:鸡蛋卷啊卷
最近看《Linux System Programming》看到关于File Descriptor的描述,看Java文档感觉似是而非不太清楚,从linux方面就很容易理解了。
 
FileDescriptor
一个打开的文件通过唯一的描述符进行引用,该描述符是打开文件的元数据到文件本身的映射。在Linux内核中,这个描述符称为文件描述符(FileDescriptor),文件描述符用一个整数表示(C语言中的类型为int),简写为fd。
文件描述符在用户空间(相对于内核空间而言,也就是我们应用程序的那层)中共享,允许用户程序用文件描述符直接访问文件。
同一个文件能被不同或者相同的进程多次打开,每一个打开文件的实例(也就是java中的File类对象吧)都产生一个唯一的文件描述符。同一个描述符可以被多个进程使用。不同的进程能同时对一个文件进行读写,所以存在并发修改问题。
 
fd如何访问文件
内核为每一个进程维护一个打开文件的列表,称为文件表(File Table),索引是fd,数据为打开文件的信息(包括一个指向文件的Inode对象的指针,和相关元数据,如当前文件文职、读取模式)。(Inode包含文件的物理地址)
简单的讲,也就是有了Map结构,key是fd,value是文件的信息(包括物理地址、读取模式。)
子进程默认获得一份父进程FIle Table的拷贝,而 更改一个进程的FileTable不会影响另一个进程(如果子进程关闭了文件 不会影响父进程的File Table),所以fd可以用来共享文件。
fd用C语言的int表示非负整数,从0开始递增 直到默认上限1024。按照惯例每个进程至少有三个打开的文件描述符,除非进程显式的关闭他们: 0 标准输入(stdin),1标准输出(stdout),2标准错误(stderr)。
 
Linux中fd打开文件的API
#include <sys/types.h>  
#include <sys/stat.h>  
#include <fcntl.h>  
int open(const char *pathname, int flags);  
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);  
int creat(const char *pathname, mode_t mode);  
int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags);  
int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode_t mode);
 
总结
fd的操作实际是系统内核API层次的,java的标准API没有直接相关的操作(据我已知,可以直接通过fd打开文件的)
进程关联一个类似Map的文件表,key是fd,value是文件的物理地址等等信息。
可以通过fd打开文件。
子进程copy父进程的文件表。
 
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