文件描述符终极使用

0x01 文件描述符介绍

Linux 系统中，把一切都看做是文件，当进程打开现有文件或创建新文件时，内核向进程返回一个文件描述符，文件描述符就是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引，用来指向被打开的文件，所有执行I/O操作的系统调用都会通过文件描述符。这个操作包含各种文件的读写，程序的输入输出等。

0x1 文件与文件描述符

文件描述符最终对应的是文件，文件包含多种类型文件又可分为：普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。程序刚刚启动的时候，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误。如果此时去打开一个新的文件，它的文件描述符会是3。POSIX标准要求每次打开文件时（含socket）必须使用当前进程中最小可用的文件描述符号码.

0x2 相互关系

其中进程，文件，文件描述符的关系如下：

1. 一个进程可以有多个文件描述符

2. 一个文件可以由多个文件描述符对应，文件描述符可以是不同进程

3. 一个文件描述符只能对应一个文件

具体关系图如下

文件描述符映射到文件

第一列是用户态进程符号描述表，后两列是内核态系统级表项。具体从文件描述符到文件，先从文件描述符表开始索引，定位到文件句柄指针，接着找到打开文件表，存储着文件的状态，包括偏移，inode号等，不同的文件描述符可以指向相同的文件句柄指针（可用dup或dup2函数实现）。

0x3 操作指令

lsof

lsof是列出系统所占用的资源（list open files），其中包括句柄资源。

lsof -a -p pid -d0,1,2,3#查看进程的文件描述符lsof -w -n #查看所有使用的文件

ulimit

 ulimit主要是用来限制进程对资源的使用情况的，它支持各种类型的限制，包括打开文件句柄数限制。

ulimit -n #查看进程允许打开的最大文件句柄数
ulimit -n pid#设置进程能打开的最大文件句柄数

看完了内容，做个实验放松一下：Web操作系统基础-Linux

http://www.hetianlab.com/cour.do?w=1&c=C9d6c0ca797abec2017041916323500001

0x02 Shell中的文件描述符

在shell中使用的文件描述符总共有三种只读，只写，读写，参见下图：

文件描述符种类

在FD一列分别是u,w,r，其中u代表可读可写,一般来讲>代表写， hellocat - < helloecho "asd" > hello 2>&1

echo "asd" > hello 将标准输出重定向到文件，这样命令执行的结果会全部写在hello文件中。此命令等价于echo "asd">&hello

cat - < hello 将标准输入重定向到文件，cat - 意思是接受标准输入为文件进行输出，此命令等价于以下几个命令 cat hello | cat -exec 0 hello 2>&1 ,主要是2>&1这个在下面的exec指令中会经常遇到，首先>&是赋值后者描述符的输出属性，helloexec 3&2exec 3&, ,