文章目录

  • ​​1.文件描述符​​
  • ​​2.文件描述符在内核中存在的方式​​
  • ​​3.测试​​
  • ​​4.总结​​

1.文件描述符

  • 在linux中，一切皆为文件，所有不同种类的类型都被抽象成文件。如：普通文件、目录、字符设备、块设备、套接字等
  • 当一个文件被进程打开，就会创建一个文件描述符。这时候，文件的路径就成为了寻址系统，文件描述符成为了字节流的接口
  • 相对于普通文件这类真实存在于文件系统中的文件，tcp socket、unix domain socket等这些存在于内存中的特殊文件在被进程打开的时候，也会创建文件描述符。
    所以"一切皆文件"更准确的描述应该是"一切皆文件描述符"

2.文件描述符在内核中存在的方式

  • 文件描述符是一个抽象索引，它指向普通的文件或者I/O设备
  • 文件描述符是一个非负整数，它是连接用户空间和内核空间纽带

（一）Linux文件描述符_python

3.测试

  • 打开一个python的交互控制台，然后以只读的方式打开了一个文件，并且打印了该文件描述符为4
[root@localhost disktool]# python
Python 2.6.6 (r266:84292, Apr 26 2012, 06:50:33)
[GCC 4.4.6 20110731 (Red Hat 4.4.6-3)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import os
>>> fd=os.open('test.log',os.O_RDONLY)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
OSError: [Errno 2] No such file or directory: 'test.log'
>>> fd=os.open('/home/wangji/test.log',os.O_RDONLY)
>>> print fd
4
>>>
  • 由于运行了一个python命令行，pid为10900，为了支撑它的运行，需要获取一些依赖，包括普通文件、目录、字符设备等
[root@localhost wangji]# ps -ef |grep python
root      1071 25768  0 11:39 pts/1    00:00:00 python
root      6772  5934  0 14:27 pts/0    00:00:00 grep --color=auto python
root     23997     1  0 Nov21 ?        00:04:45 /usr/bin/python /usr/bin/supervisord -c /etc/supervisor/supervisord.conf
[root@localhost wangji]# lsof -n |grep 1071
python     1071      root  cwd       DIR              253,0      4096    2506055 /var/log/dfs/disktool
python     1071      root  rtd       DIR              253,0      4096          2 /
python     1071      root  txt       REG              253,0      9272     938579 /usr/bin/python
python     1071      root  mem       REG              253,0    161657    2368823 /lib64/ld-2.14.1.so
python     1071      root  mem       REG              253,0   1876973    2368824 /lib64/libc-2.14.1.so
python     1071      root  mem       REG              253,0    395115    2368835 /lib64/libm-2.14.1.so
python     1071      root  mem       REG              253,0     22045    2368588 /lib64/libdl-2.14.1.so
python     1071      root  mem       REG              253,0    139411    2368737 /lib64/libpthread-2.14.1.so
python     1071      root  mem       REG              253,0     90952    2368836 /lib64/libz.so.1.2.3
python     1071      root  mem       REG              253,0    271976    2359615 /lib64/libreadline.so.6.0
python     1071      root  mem       REG              253,0    124624    2368832 /lib64/libselinux.so.1
python     1071      root  mem       REG              253,0    101080    2368831 /lib64/libresolv-2.14.1.so
python     1071      root  mem       REG              253,0   1661232     954746 /usr/lib64/libcrypto.so.1.0.0
python     1071      root  mem       REG              253,0   1751328     949885 /usr/lib64/libpython2.6.so.1.0
python     1071      root  mem       REG              253,0     46336    2368844 /lib64/libkrb5support.so.0.1
python     1071      root  mem       REG              253,0     12592    2368843 /lib64/libkeyutils.so.1.3
python     1071      root  mem       REG              253,0    181632    2368845 /lib64/libk5crypto.so.3.1
python     1071      root  mem       REG              253,0    915736    2368847 /lib64/libkrb5.so.3.3
python     1071      root  mem       REG              253,0    272360    2368848 /lib64/libgssapi_krb5.so.2.2
python     1071      root  mem       REG              253,0     17204    2368834 /lib64/libutil-2.14.1.so
python     1071      root  mem       REG              253,0    375336     954747 /usr/lib64/libssl.so.1.0.0
python     1071      root  mem       REG              253,0    134568    2368857 /lib64/libtinfo.so.5.7
python     1071      root  mem       REG              253,0      7744    1446229 /usr/lib64/python2.6/lib-dynload/syslog.so
python     1071      root  mem       REG              253,0     24008    1446224 /usr/lib64/python2.6/lib-dynload/readline.so
python     1071      root  mem       REG              253,0  99158704     919173 /usr/lib/locale/locale-archive
python     1071      root  mem       REG              253,0     20112    1446205 /usr/lib64/python2.6/lib-dynload/cStringIO.so
python     1071      root  mem       REG              253,0     17256    2368846 /lib64/libcom_err.so.2.1
python     1071      root  mem       REG              253,0     33216    1446197 /usr/lib64/python2.6/lib-dynload/_ssl.so
python     1071      root  mem       REG              253,0     62192    1446195 /usr/lib64/python2.6/lib-dynload/_socketmodule.so
python     1071      root  mem       REG              253,0     26050     954714 /usr/lib64/gconv/gconv-modules.cache
python     1071      root    0u      CHR              136,1       0t0          4 /dev/pts/1
python     1071      root    1u      CHR              136,1       0t0          4 /dev/pts/1
python     1071      root    2u      CHR              136,1       0t0          4 /dev/pts/1
python     1071      root    3u     unix 0xffff8803efadc380       0t0  103964339 socket
python     1071      root    4r      REG              253,2         0    5776692 /home/wangji/test.log

显示的结果与下面相对应：
COMMAND     PID  TID    USER   FD      TYPE             DEVICE  SIZE/OFF       NODE NAME
其中FD的类型有：
 cwd: 当前目录
    rtd: 根目录
    txt: 应用程序
    mem: 内存映射文件
    数字(0，1，2，3): 打开的文件描述符
    u.r.w: 文件的权限: 读写、只读、只写

其中TYPE类型有:
    DIR: 目录
    REG: 普通文件
    CHR: 字符设备
  • 进程打开文件之后，会创建文件描述符：
[root@localhost wangji]# ll /proc/1071/fd
total 0
lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 14:29 0 -> /dev/pts/1
lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 14:29 1 -> /dev/pts/1
lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 11:39 2 -> /dev/pts/1
lrwx------. 1 root root 64 Nov 23 14:29 3 -> socket:[103964339]
lr-x------. 1 root root 64 Nov 23 14:29 4 -> /home/wangji/test.log     和 print fd 返回的3相一致

4.总结

  • 本文演示了进程运行过程中需要的资源都以文件描述符的方式呈现，不管这类资源是普通文件、目录还是字符设备
  • 将所有依赖的资源用文件描述符表述，使用统一的API、工具集等，方便操作系统对资源的管理

参考：

linux一切皆文件之文件描述符（一）