操作系统文件描述符

文件描述符

什么是文件描述符：

• 文件描述符是一种非负的整数，用于表示一个打开了的文件

• 由系统调用（open\creat）返回值，在后续操作文件时可以被内核空间引用去操作对应的文件

• 它代表了一个内核对象（类似于FILE*），因为内核不能暴露它的内存地址，因此不能返回真正的文件地址给用户

• 内核中有一张表格，记录了所有被打开的文件对象，文件描述符就是访问这张表格的下标，文件描述符也叫做句柄，是用户操作文件的凭证

• 内核只要启动，一定会给每个进程打开三个文件描述符，并且是一直默认打开，除非自己手动关闭

//  在<unistd.h> 定义了三个宏
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#define STDIN_FILENO    0   //  标准输入 文件指针 stdin 
#define STDOUT_FILENO   1   //  标准输出 文件指针 stdout
#define STDERR_FILENO   2   /* 标准输入 文件指针 stderr
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文件描述符与文件指针：

• 在Linux系统中打开文件后，内存中（内核区间）就会有一个内核对象，也就是记录了该文件相关信息的结构变量，但是内核为了自己的安全不能把它的地址返回给用户，而且内核区间用户是无法直接访问的，就算返回也无权限访问。

• 而且一个进程可以同时打开多份文件，所以操作系统会在内核区间创造一份索引表，表中的每一项都指向了一个打开的文件内核对象，而用户拿到的文件描述符就是该索引表的下标(主键)，因此不同进程之间直接交互文件描述符是没有意义的。

• C语言标准函数中，使用文件指针代表文件，文件指针指向的区间是进程的用户 区间的一个结构变量(文件结构变量FILE类型)，里面记录了该文件的文件描述符还有一些文件缓冲区，因此某种程度上可以理解文件指针就是文件描述符，只是不同的形式，给不同的对象使用而已

int fileno(FILE *stream);
功能：把文件指针转换成文件描述符
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FILE *fdopen(int fd, const char *mode);
功能：把文件描述符转换成文件指针