文件描述符（File Descriptor）简介

CoffeX 发布于2019-05-29 19:37 / 1853人阅读

摘要：当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。在程序设计中，一些涉及底层的程序编写往往会围绕着文件描述符展开。世界需要秩序，于是就有了文件描述符限制的规定。

维基百科:文件描述符在形式上是一个非负整数。实际上，它是一个索引值，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。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。在程序设计中，一些涉及底层的程序编写往往会围绕着文件描述符展开。

一、文件描述符概念

　　Linux 系统中，把一切都看做是文件，当进程打开现有文件或创建新文件时，内核向进程返回一个文件描述符，文件描述符就是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引，用来指向被打开的文件，所有执行I/O操作的系统调用都会通过文件描述符。

二、文件描述符、文件、进程间的关系

1.描述：

每个文件描述符会与一个打开的文件相对应

不同的文件描述符也可能指向同一个文件

相同的文件可以被不同的进程打开，也可以在同一个进程被多次打开

2.系统为维护文件描述符，建立了三个表

进程级的文件描述符表

系统级的文件描述符表

文件系统的i-node表 (转到：阮一峰——理解inode)

3.通过这三个表，认识文件描述符

在进程A中，文件描述符1和30都指向了同一个打开的文件句柄（#23），这可能是该进程多次对执行打开操作

进程A中的文件描述符2和进程B的文件描述符2都指向了同一个打开的文件句柄（#73），这种情况有几种可能，1.进程A和进程B可能是父子进程关系;2.进程A和进程B打开了同一个文件，且文件描述符相同（低概率事件=_=）；3.A、B中某个进程通过UNIX域套接字将一个打开的文件描述符传递给另一个进程。

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表的相同条目（#1936），换言之，指向同一个文件。发生这种情况是因为每个进程各自对同一个文件发起了打开请求。同一个进程两次打开同一个文件，也会发生类似情况。

前人的思考，我们的阶梯，这部分参考自网络：链接

三、文件描述符限制

　　有资源的地方就有战争，“文件描述符”也是一种资源，系统中的每个进程都需要有“文件描述符”才能进行改变世界的宏图霸业。世界需要秩序，于是就有了“文件描述符限制”的规定。

如下表：

永久修改用户级限制时有三种设置类型：

soft 指的是当前系统生效的设置值

hard 指的是系统中所能设定的最大值

- 指的是同时设置了 soft 和 hard 的值

命令讲解:

ulimit

sysctl

四、检查某个进程的文件描述符相关内容

步骤(以nginx为例，*注意权限问题，此示例是在本地环境)：

找到需要检查的进程id

如图，找到的进程id为 1367

查看该进程的限制

如图，在 Max open files 那一行，可以看到当前设置中最大文件描述符的数量为1024

查看该进程占用了多少个文件描述符

如图所示，使用了17个文件描述符

总结

　　实际应用过程中，如果出现“Too many open files” , 可以通过增大进程可用的文件描述符数量来解决，但往往故事不会这样结束，很多时候，并不是因为进程可用的文件描述符过少，而是因为程序bug，打开了大量的文件连接（web连接也会占用文件描述符）而没有释放。程序申请的资源在用完后及时释放，才是解决“Too many open files”的根本之道。

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