文件描述符

文件描述符（File Descriptor）是一个非负整数，它实质上是一个索引值，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。文件描述符的有效范围是0到OPEN_MAX，OPEN_MAX是进程最多可以打开的文件的数量，虽说系统内存有多少内存就能打开多少文件描述符，但为了避免出现一个进程消耗所有文件资源的情况，系统会对单个进程（进程是系统分配资源的基本单位，是一个程序在内存中的一次运行过程，计算机中的操作一般都是由进程发起的，此处用户对进程有个概念即可，详细概念将在第六章中讲解）可打开的文件数量做出限制，默认值一般为1024。

系统为每一个进程维护了一个文件描述符表（open file description table），用于存储进程打开文件的文件描述符，表中的数值从0开始，0~2号在程序启动时被系统标准文件（标准输入、标准输出和标准错误文件）占用，因此进程打开的普通文件其文件描述符从3开始。不同的文件描述符可以指向同一个文件，对于多个进程而言，数值相同的文件描述符可以指向不同的文件。

存在于进程中的文件描述符是进程级别的，除此之外，内核也对所有打开的文件维护了一个文件描述符表，这是一个系统级的文件描述符表，该表又称打开文件表（open file table），表中的记录被称为打开文件句柄（open file handle）。一个打开文件句柄中与一个已打开文件相关的信息如下所示：

● 当前文件偏移量；

● 打开文件时所用的状态标识；

● 文件访问模式；

● 与信号驱动相关的设置；

● 对该文件inode对象的引用；

● 文件类型和访问权限；

● 指向该文件所持有的锁列表的指针；

● 文件的各种属性信息。

相同的文件可以被不同的进程打开，也可以在一个进程中打开多次，每个文件描述符都会与一个已打开的文件对应，不同的文件描述符也可以指向同一个文件。两个不同的文件描述符，若指向同一个打开文件句柄，那么它们将共享同一文件偏移量，当通过其中一个文件描述符对一个文件偏移量进行修改时，另一个文件描述符也能察觉到文件偏移量的变动。