文件描述符和文件上下文

文件描述符和文件上下文

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文件描述符概述
　　（kernel）利用文件描述符（file descriptor）来访问。文件描述符是非负整数。打开现存文件或新建文件时，内核会返回一个文件描述符。读写文件也需要使用文件描述符来指定待读写的文件。

　　习惯上，标准输入（standard input）的文件描述符是 0，标准输出（standard output）是 1，标准错误（standard error）是 2。尽管这种习惯并非 内核的特性，但是因为一些 shell 和很多应用程序都使用这种习惯，因此，如果内核不遵循这种习惯的话，很多应用程序将不能使用。

　　posix 定义了 stdin_fileno、stdout_fileno 和 stderr_fileno 来代替 0、1、2。这三个符号常量的定义位于头文件 unistd.h。

　 　文件描述符的有效范围是 0 到 open_max。一般来说，每个进程最多可以打开 64 个文件（0 — 63）。对于 freebsd 5.2.1、mac os x 10.3 和 solaris 9 来说，每个进程最多可以打开文件的多少取决于系统内存的大小，int 的大小，以及系统管理员设定的限制。linux 2.4.22 强制规定最多不能超过 1,048,576 。

　　文件描述符是由无符号整数表示的句柄，进程使用它来标识打开的文件。文件描述符与包括相关信息（如文件的打开模式、文件的位置类型、文件的初始类型等）的文件对象相关联，这些信息被称作文件的上下文。

如何创建文件描述符

　 　进程获取文件描述符最常见的方法是通过本机子例程open或create获取或者通过从父进程继承。后一种方法允许子进程同样能够访问由父进程使用的文 件。文件描述符对于每个进程一般是唯一的。当用fork子例程创建某个子进程时，该子进程会获得其父进程所有文件描述符的副本，这些文件描述符在执行 fork时打开。在由fcntl、dup和dup2子例程复制或拷贝某个进程时，会发生同样的复制过程。

　　第二个异常在jvm进程缺乏文件描述符时出现（尽管在执行forkandexec()子例程时丆需要新的文件描述符来复制父进程的文件描述符）。对于每个进程，操作系统内核在u_block结构中维护文件描述符表，所有的文件描述符都在该表中建立索引。

如何在不同平台上定义文件描述符的数量

　　文件描述符极限以及可分配给进程的最大大小由资源限制来定义。这些值应当按照在weblogicserver文档中建议的、特定于操作系统的文件描述符值来设置：

　　对于wls8.1：调整硬件、操作系统和网络性能

　　对于wls7.0：调整硬件、操作系统和网络性能

　　对于wls6.1：调整硬件、操作系统和网络性能

　　unix和linux都有文件描述符。不过，二者的主要区别在于如何设置文件描述符的硬极限值、缺省值和配置过程。

　　solaris

　　/usr/bin/ulimit实用程序定义允许单个进程使用的文件描述符的数量。它的最大值在rlim_fd_max中定义，在缺省情况下，它设置为65,536。只有root用户才能修改这些内核值。

　　
　　管理用户可以在etc/security/limits.conf配置文件中设置他们的文件描述符极限，如下例所示。

　　softnofile1024

　　hardnofile4096

　　系统级文件描述符极限还可以通过将以下三行添加到/etc/rc.d/rc.local启动脚本中来设置：

　　#increasesystem-widefiledescriptorlimit.

　　echo4096>/proc/sys/fs/file-max

　　echo16384>/proc/sys/fs/inode-max

　　
　　在windows操作系统上，文件描述符被称作文件句柄。在windows2000服务器上，打开文件的句柄极限设置为16,384。此数量可以在任务管理器的性能摘要中监视。

　　
　 　nfile定义打开文件的最大数量。此值通常由以下公式来确定：((nproc*2)+1000)，其中nproc通常为：((maxusers*5) +64)。如果maxusers等于400，则经过计算得到此值为5128。通常可以将此值设高一些。maxfiles是每个进程的软文件极限， maxfiles_lim是每个进程的硬文件极限。

　　
　　文件描述符极限在/etc/security/limits文件中设置，它的缺省值是2000。此极限可以通过ulimit命令或setrlimit子例程来更改。最大大小由open_max常数来定义。
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来源：  http://www.linuxdiyf.com/blog/?77708/action_viewspace_itemid_1850.html

是个很小的正整数，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。

  文件描述符的优点：兼容POSIX标准，许多和系统调用都依赖于它。

  文件描述符的缺点：不能移植到UNIX以外的系统上去，也不直观。

    基于文件描述符的输入输出函数：

  open：打开一个文件，并指定访问该文件的方式，调用成功后返回一个文件描述符。

  creat：打开一个文件，如果该文件不存在，则创建它，调用成功后返回一个文件描述符。

  close：关闭文件，进程对文件所加的锁全都被释放。

  read：从文件描述符对应的文件中读取数据，调用成功后返回读出的字节数。

  write：向文件描述符对应的文件中写入数据，调用成功后返回写入的字节数。

  ftruncate：把文件描述符对应的文件缩短到指定的长度，调用成功后返回0。

  lseek：在文件描述符对应的文件里把文件指针设定到指定的位置，调用成功后返回新指针的位置。

  fsync:将所有已写入文件中的数据真正写到磁盘或其他下层设备上，调用成功后返回0。

  fstat：返回文件描述符对应的文件的相关信息，把结果保存在struct stat中，调用成功后返回0。

  fchown：改变与打开文件相关联的所有者和所有组，调用成功后返回0。

  fchmod：把文件描述符对应的文件的权限位改为指定的八进制模式，调用成功后返回0。

  flock：用于向文件描述符对应的文件施加建议性锁，调用成功后返回0。

  fcntl：既能施加建议性锁也能施加强制性锁，能建立记录锁、读取锁和写入锁，调用成功后返回0。

  dup：复制文件描述符，返回没使用的文件描述符中最小的编号。

  dup2：由用户指定返回的文件描述符的值，用来重新打开或重定向一个文件描述符。

  select：同时从多个文件描述符读取数据或向多个文件描述符写入数据。