描述符传递探讨

套接口api定义了如下两个高级I/O函数：

 

ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t sendmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

 

使用这两个函数可以在进程之间传递描述符。用户空间看到的描述符，是一个整型变量，它实际上是内核中相应结构的一个标号而已，这点比较类似于windows下的handle。例如，内核为进程所打开的文件创建文件描述符file结构，该结构除包含访问权限，文件偏移等与进程相关的属性外，还包括一个指向inode结构的指针，后者才是存放在磁盘文件的真正写照。进程维护一个file结构组成双向链表，标识当前所有打开的文件。同时，所有的file结构又组成一个hash table，用户态程序开发者可以通过file的编号作为键值，在hash table中找到其对应的file结构。

回到我讨论的话题中来，为什么需要传递描述符呢？这个要从进程的创建说起。linux内核中，用task_struct结构描述进程，这个结构大概占1k左右的空间，一般的，它与内核栈相邻，二者共用两个内存页。这样做的好处是，可以通过sp寄存器的指针快速的计算出task_struct结构的位置。当我们使用fork函数创建一个进程时（这里姑且不谈轻量级进程），它会拷贝父进程task_struct结构中的大部分内容到子进程的task_struct中，如页表，信号量，信号处理函数等等。tast_struct中维护一个file结构链表，它是该进程打开的文件列表，该列表会被复制到子进程的地址空间。由于采用了copy on write技术，此刻子进程和父进程共享file链表。

而当子进程打开新的文件时，它创建新的file结构，而该file结构属于子进程地址空间，对父进程透明。所以即使子进程通过IPC机制，把该描述符的标号传给父进程，父进程仍无法访问它，因为这个编号不是结构本身，它仅仅是hash table中的一个键值。

而通过上面两个套接口api传递描述符的机理就是通过unix域协议，拷贝传递进程的file结构到被传递进程，当然，这两个file结构的编号可能是不同的。