2018-10-24
Nov 3, 2018
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本周继续学习GOPL,在讲到defer语句的时候提到了很有意思的一个概念,是Linux中的file descriptor。简单来讲,linux在系统中都有一个唯一的id指向某个文件,例如0指向标准输入,1指向标准输出,2指向标准错误,3…从3开始,直接指向到开启文件。最大1024,换言之如果同时开启的文件太多超过1021,那么就会出现Linux File Descriptor 耗尽的问题。以下为全文:

File Descriptor

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。

每个进程都有个映射文件物理地址的表格(0标准输入 1标准输出 2标准错误 3、4、5….就映射你打开过文件的地址) 进程间怎么通过FileDescriptor共享文件: 子进程继承父进程 地址表格的(父进程调用fork 生成子进程)

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)。

Conclusion

  1. 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)
  2. 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。
  3. 可以通过fd打开文件。
  4. 子进程copy父进程的文件表

Refer

Linux System Programming

FileDescriptor(文件描述符 )与Linux文件系统



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