Linux文件描述符和打开文件之间的关系

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Linux文件描述符和打开文件之间的关系。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

简介

文件描述符和打开的文件之间似乎呈现出一一对应的关系。然而,实际并非如此。多个文件描述符指向同一打开文件,这既有可能,也属必要。这些文件描述符可在相同或不同的进程中打开。

要理解具体情况如何,需要查看由内核维护的 3 个数据结构。

  • 进程级的文件描述符表。
  • 系统级的打开文件表。
  • 文件系统的 i-node 表。

1.进程级的文件描述符表。

针对每个进程,内核为其维护打开文件的描述符表。该表的每一条目都记录了单个文件描述符的相关信息,如下所示。

  • 控制文件描述符操作的一组标志。
  • 对打开文件句柄的引用。

2.系统级的打开文件表。

内核对所有打开的文件维护有一个系统级的描述表格。有时,也称之为打开文件表,并将表中各条目称为打开文件句柄。一个打开文件句柄存储了与一个打开文件相关的全部信息,如下所示。

  • 当前文件偏移量(调用 read()和 write()时更新,或使用 lseek()直接修改)。
  • 打开文件时所使用的状态标志(即,open()的 flags 参数)。
  • 文件访问模式(如调用 open()时所设置的只读模式、只写模式或读写模式)。
  • 与信号驱动 I/O 相关的设置
  • 对该文件 i-node 对象的引用。

3.文件系统的 i-node 表。

每个文件系统都会为驻留其上的所有文件建立一个 i-node 表。第 14 章将详细讨论 i-node 结构和文件系统的总体结构。这里只是列出每个文件的 i-node 信息,具体如下。

  • 文件类型(例如,常规文件、套接字或 FIFO)和访问权限。
  • 一个指针,指向该文件所持有的锁的列表。
  • 文件的各种属性,包括文件大小以及与不同类型操作相关的时间戳。

此处将忽略 i-node 在磁盘和内存中的表示差异。磁盘上的 i-node 记录了文件的固有属性,诸如:文件类型、访问权限和时间戳。访问一个文件时,会在内存中为 i-node 创建一个副本,其中记录了引用该 i-node 的打开文件句柄数量以及该 i-node 所在设备的主、从设备号,还包括一些打开文件时与文件相关的临时属性,例如:文件锁。

图文细嗦

Linux文件描述符和打开文件之间的关系,Linux 系统编程,linux,服务器,运维,后端,c语言,c++

​ 上图展示了文件描述符、打开的文件句柄以及 i-node 之间的关系。在下图中,两个进程拥有诸多打开的文件描述符。

在进程 A 中,文件描述符 1 和 20 都指向同一个打开的文件句柄(标号为 23)。这可能是通过调用 dup()、dup2()或 fcntl()而形成的

​ 进程A的文件描述符2和进程B的文件描述符2都指向同一个打开的文件句柄(标号为73)。这种情形可能在调用 fork()后出现(即,进程 A 与进程 B 之间是父子关系),或者当某进程通过UNIX 域套接字将一个打开的文件描述符传递给另一进程时,也会发生

​ 此外,进程 A 的描述符 0 和进程 B 的描述符 3 分别指向不同的打开文件句柄,但这些句柄均指向 i-node 表中的相同条目(1976),换言之,指向同一文件。发生这种情况是因为每个进程各自对同一文件发起了 open()调用。同一个进程两次打开同一文件,也会发生类似情况。

总结

上述讨论揭示出如下要点。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-732526.html

  • 两个不同的文件描述符,若指向同一打开文件句柄,将共享同一文件偏移量。因此,如果通过其中一个文件描述符来修改文件偏移量(由调用 read()、write()或 lseek() 所致),那么从另一文件描述符中也会观察到这一变化。无论这两个文件描述符分属于不同进程,还是同属于一个进程,情况都是如此。
  • 要获取和修改打开的文件标志(例如,O_APPEND、O_NONBLOCK 和 O_ASYNC),可执行 fcntl()的 F_GETFL 和 F_SETFL 操作,其对作用域的约束与上一条颇为类似。
  • 相形之下,文件描述符标志(亦即,close-on-exec 标志)为进程和文件描述符所私有。对这一标志的修改将不会影响同一进程或不同进程中的其他文件描述符。

到了这里,关于Linux文件描述符和打开文件之间的关系的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • Linux学习之系统默认打开的文件描述符、重定向

    一个进程默认会打开标准输入、标准输出、错误输出三个文件描述符。可以在 /proc/PID/fd 里边可以看到打开文件的描述符,PID需要改成具体的 pid ,比如可以使用 A终端 输入 vim proctest 之后按下回车键。 打开一个vim编辑窗口。 再打开一个 B终端 ,输入 ps -aux | grep \\\'vim\\\' 查找一下

    2024年02月13日
    浏览(37)
  • 【Linux取经路】文件系统之被打开的文件——文件描述符的引入

    文件等于内容加属性,内容和和属性都是数据,不管是内容还是属性都要在磁盘中保存。 文件分为打开的文件和没打开的文件。 打开的文件本质是进程打开的,要研究打开的文件,本质是研究进程和文件的关系。 对文件的所有操作(打开文件、读取文件、向文件写入)等,

    2024年02月20日
    浏览(38)
  • Python黑魔法揭秘:装饰器、生成器、异步编程、GIL、描述符和元类

    Python中的某些特性被看作是“黑魔法”,原因在于它们的强大功能和复杂性。接下来,让我们深入探索这些特性。 装饰器是修改函数或类行为的强大工具,它提供了一种可读性强、代码重用的方式来增强或修改函数或类的行为。装饰器就像一个包裹原函数或类的外壳,能够在

    2024年02月14日
    浏览(44)
  • Linux 最大可以打开多少文件描述符?

    在日常开发中,对文件的操作可谓是再寻常不过的一件事情。那么你是否有这样一个疑问,我最多可以打开多少个文件呢? 在Linux系统中,当某个程序 打开文件 时,内核会返回相应的 文件描述符 (fd: file descriptors),也就是所谓的文件句柄,程序为了处理该文件必须引用此描

    2024年02月07日
    浏览(39)
  • web3描述以太坊与区块链之间的操作关系

    好通过前面两篇文章 Web3.0概念 web3带大家简单建立区块链概念 大家开始明白 web3.0是基于区块链为基础开发的 我们讲区块链多次提到以太坊 EVM 那这个东西到底是什么呢? 就现在的情况来讲 从零到一去搭建一个区块链环境 那可太难了 所以 以太坊一开始 确实是做一个加密货

    2024年02月09日
    浏览(42)
  • Linux系统编程(终端和进程的关系)

    本篇文章带大家学习终端和进程的关系,终端相信大家都听过,那么真的理解终端是什么吗?应该有很多同学对于终端只是有一个模糊的概念。那么这篇文章就详细的来讲解一下终端的概念。 在Linux系统中,终端(Terminal)和控制台(Console)是两个不同的概念。它们都提供了

    2024年02月11日
    浏览(41)
  • 【Linux】基础IO----系统文件IO & 文件描述符fd & 重定向

    作者:დ旧言~ 座右铭:松树千年终是朽,槿花一日自为荣。 目标:了解在Linux下的系统文件IO,知道什么是文件描述符,什么是重定向 毒鸡汤:白日莫闲过,青春不再来。 专栏选自:Linux初阶 望小伙伴们点赞👍收藏✨加关注哟💕💕 最早我们在C语言中学习关于如何用代码

    2024年04月14日
    浏览(51)
  • [Linux]基础IO详解(系统文件I/O接口、文件描述符、理解重定向)

            hello,大家好,这里是bang___bang_ ,今天和大家谈谈Linux中的基础IO,包含内容有对应的系统文件I/O接口,文件描述符,理解重定向。    目录 1️⃣初识文件 2️⃣ 系统文件I/O接口 🍙open 🍙write 🍙read 🍙close 3️⃣文件描述符 🍙012 🍙内核中文件描述符的探究 🍙分配

    2024年02月12日
    浏览(36)
  • linux系统之间互相传输文件

    目录 一、两种方式 二、scp (1)发送 (2)下载 (3)远程到远程 三、sftp 四、使用图像化工具 scp和sftp; 都是通过ssh服务实现的 本机——远程服务器 把本机当前路径下的1.txt文件,发送到远程服务器的家目录 scp 1.txt   steven@192.168.2.133:/home/steven 把本机当前路径下的dir文件夹

    2024年02月07日
    浏览(36)
  • STM32F407以太网DMA描述符和数据链路层收发数据

    本文主要介绍STM32F407单片机MAC内核的DMA描述符,以及如何实现以太网二层的数据收发。这一篇先实现数据链路层的正常收发,下一篇再去介绍如何把LWIP移植到单片机上。大部分资料都是把LWIP移植和以太网卡驱动放在一起介绍,对新手不友好。所以我在这篇文章先把网卡驱动

    2024年02月10日
    浏览(58)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包