Linux 文件描述符

File Descriptor - 文件描述符

文件描述符 0   stdin    标准输入
文件描述符 1   stdout   标准输出
文件描述符 2   stderr   标准错误输入

系统为每一个进程维护一个文件描述符表
《文件描述符表》
    0   stdin
    1   stdout
    2   stderr
    3   fd-001  --> 文件1
    4   fd-002  --> 文件2
    ...
    ...
    ...
    1024    --> Linux默认文件描述符最大值
    
# ulimit -n   查看文件描述符最大值

# ulimit -HSn 65536  // 临时增大文件描述符数命令

# 永久更改文件描述符最大数：在 /etc/security/limits.conf 文件最后加入如下两行：
* soft nofile 65536
* hard nofile 65536

文件描述符（file descriptor）通常是一个小的非负整数，内核用以标识一个特定进程正在访问的文件。当打开一个现有文件或创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。

每个进程在PCB（Process Control Block）中保存着一份《文件描述符表》，文件描述符就是这个表的索引，每个表项都有一个指向已打开文件的指针。

一个进程启动时，都会打开3个文件： stdin stdout stderr

lsof 是一个列出当前系统打开文件的工具 

C语言示例

在C语言中可以使用 dup2函数 来复制文件描述符
dup2(int oldfd, int newfd);
dup2用参数newfd指定新文件描述符的数值，若参数newfd已经被程序使用，则系统就会将newfd所指的文件关闭。
若dup2调用成功则返回新的文件描述符，出错则返回-1.

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>

int main(){
    
    char input[1024] = "Please Input Information:";
    write(1, input, strlen(input)); // 从 文件描述符1(stdout) 写入指定长度内容，将直接在屏幕显示
    
    char buf[1024];
    read(0, buf, sizeof(buf)); // 从 文件描述符0(stdin)读取指定长度内容
    write(1, buf, strlen(buf)); // 从 文件描述符1(stdout)写入指定长度内容
    write(2, buf, strlen(buf)); // 从 文件描述符2(stderr)写入指定长度内容
    
    char* filePath = "./stdout_stderr.txt";
    int fd = open(filePath, O_CREAT|O_RDWR, 0664); // 创建一个文件描述符
    dup2(fd, 1);  // 将 文件描述符fd 复制到 文件描述符1(stdout)
    execlp("ls", "ls", "-l", NULL);  // 执行命令，标准stdout
    close(fd);  // 关闭文件描述符
    
    return 0;
    
}

查询单个进程允许打开的最大FD数量

$ ulimit -n
$ ulimit -a

查询所有进程已打开的FD数量和最大限制数量

$ cat /proc/sys/fs/file-nr
2112      0       2100000
已分配并使用文件句柄数目 / 已分配未使用句柄数目 / 文件句柄最大数目

查看进程已打开的FD

$ ls -l /proc/9700/fd/
lr-x------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 0 -> /dev/null
l-wx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 1 -> /var/log/mysqld.log
lrwx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 10 -> /var/lib/mysql/ibdata1
lrwx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 11 -> /var/lib/mysql/ib_logfile1
lrwx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 12 -> /var/lib/mysql/undo_001
lrwx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 13 -> /tmp/#17635842 (deleted)
lrwx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 14 -> /var/lib/mysql/undo_002
lrwx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 15 -> /var/lib/mysql/ibtmp1
lrwx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 16 -> /var/lib/mysql/#innodb_temp/temp_1.ibt
lrwx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 17 -> /var/lib/mysql/#innodb_temp/temp_2.ibt
lrwx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 18 -> /var/lib/mysql/#innodb_temp/temp_3.ibt
lrwx------. 1 mysql mysql 64 12月 10 07:54 19 -> /var/lib/mysql/#innodb_temp/temp_4.ibt