介绍文件描述符的概念以及工作原理,并通过源码了解 Android 中常见的 FD 泄漏。
一、什么是文件描述符?
文件描述符是在 Linux 文件系统的被使用,由于Android基 于Linux 系统,所以Android也继承了文件描述符系统。我们都知道,在 Linux 中一切皆文件,所以系统在运行时有大量的文件操作,内核为了高效管理已被打开的文件会创建索引,用来指向被打开的文件,这个索引即是文件描述符,其表现形式为一个非负整数。
可以通过命令 ls -la /proc/$pid/fd 查看当前进程文件描述符使用信息。
上图中 箭头前的数组部分是文件描述符,箭头指向的部分是对应的文件信息。
Android系统中可以打开的文件描述符是有上限的,所以分到每一个进程可打开的文件描述符也是有限的。可以通过命令 cat /proc/sys/fs/file-max 查看所有进程允许打开的最大文件描述符数量。
当然也可以查看进程的允许打开的最大文件描述符数量。Linux默认进程最大文件描述符数量是1024,但是较新款的Android设置这个值被改为32768。
可以通过命令 ulimit -n 查看,Linux 默认是1024,比较新款的Android设备大部分已经是大于1024的,例如我用的测试机是:32768。
通过概念性的描述,我们知道系统在打开文件的时候会创建文件操作符,后续就通过文件操作符来操作文件。那么,文件描述符在代码上是怎么实现的呢,让我们来看一下Linux中用来描述进程信息的 task_struct 源码。
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struct task_struct
{
// 进程状态
long state;
// 虚拟内存结构体
struct mm_struct *mm;
// 进程号
pid_t pid;
// 指向父进程的指针
struct task_struct*parent;
// 子进程列表
struct list_head children;
// 存放文件系统信息的指针
struct fs_struct* fs;
// 存放该进程打开的文件指针数组
struct files_struct *files;
};
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task_struct 是 Linux 内核中描述进程信息的对象,其中files指向一个文件指针数组 ,这个数组中保存了这个进程打开的所有文件指针。 每一个进程会用 files_struct 结构体来记录文件描述符的使用情况,这个 files_struct 结构体为用户打开表,它是进程的私有数据,其定义如下:
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