文件描述符与文件指针的关系与区别

Posted 2021-09-07 zhjh256

　　文件指针是指向一个FILE的结构体，这个结构体里包括一个文件描述符（在Windows下也被称为文件句柄）和一个I/O缓冲区。文件描述符用于C标准的IO库调用中，用于标识文件。FILE中包含文件描述符元素，可以用fopen()直接获取指针fp，然后使用fp获得fp中所包含文件描述符fd的信息。文件描述符应该是唯一的，而文件指针却不是唯一的，但指向的对象是唯一的。文件指针比fd更适合跨平台。

　　文件描述符就是open文件时产生的一个很小的正整数，是一个索引值，它用于UNIX系统中，用于标识文件。内核会为每一个运行中的进程在进程控制块PCB中维护一个打开文件的记录表，也就是文件对象表，每一个表项都有一个指针指向打开的文件，上边的索引值就是记录表的索引值。如下图所示：

 

　　如上所示：已打开的文件在内核中用file结构体表示，文件描述符表中的指针指向file结构体，file结构体才是内核中用来描述文件属性的结构体。

　　C语言文件指针域文件描述符之间可以相互转换：

int fileno(FILE * stream);
FILE * fdopen(int fd, const char * mode);

　　FILE的结构如下：

typedef struct _iobuf FILE;
struct _iobuf {
        char *_ptr;          //缓冲区当前指针
        int   _cnt;
        char *_base;       //缓冲区基址
        int   _flag;          //文件读写模式
        int   _file;           //文件描述符
        int   _charbuf;     //缓冲区剩余自己个数
        int   _bufsiz;       //缓冲区大小
        char *_tmpfname;
};

通常，一个进程启动时，都会打开3个文件：

标准输入：对应文件描述符为0（STDIN_FILENO）

标准输出：对应文件描述符为1（STDOUT_FILENO）

标准出错处理：对应文件描述符为2（STDERR_FILENO）

这三个常数定义在头文件<unistd.h>中

文件描述符的范围是0-OPEN_MAX。

用Linux的命令ulimit -n可查看系统打开文件的数量(linux:1024)。