文件描述符表和系统调用

Posted 2023-02-23

【中文标题】文件描述符表和系统调用

【英文标题】：File descriptors table and system calls

【发布时间】：2014-05-08 23:23:01

【问题描述】：

我一直在阅读有关文件描述符以及操作系统如何管理文件并为使用 C 系统调用“open()”的进程提供对它们的访问权限的信息，我有几个问题：

文件描述符表：它只是一个所有进程共享的大数据结构（例如，假设有两个进程：进程 A 和进程 B，它们是否有指向操作系统的文件描述符表的指针），还是操作系统为每个进程创建一个全新的文件描述符数组？ 还有哪些其他编程语言可以调用系统调用？例如，我知道使用 C/C++ 您可以使用操作系统接口轻松调用系统调用（fork()、close()、open()、execl()... 等等），但是 Java 呢？我不记得有调用这些函数的方法。它在那里究竟是如何工作的？ JVM 是否只是将我的代码翻译（需要翻译的内容）到上述系统调用？那么其他高级编程语言（如 Python）呢？ 如果我在使用系统调用 close() 打开文件后不关闭文件会有什么危害？

谢谢。

【参考方案1】：

有一个系统范围的打开文件描述表，还有一个每个进程的打开文件描述符表。每个打开的文件描述符都指向一个打开的文件描述（参见open() 和 close()），但多个描述符可能引用相同的描述（想想dup()、dup2() 和fork()）。

任何语言都可以通过调用适当的汇编程序来调用系统调用，该汇编程序实际上进行系统调用。大多数脚本语言都建立在 C 或 C++ 之上，因此它们不算在内，但其他语言（例如 Fortran 或 Ada 或 D 或 Go）可以以适合其语义的方式提供对系统调用的访问.

您打开了一个不需要打开的文件描述符，因此您可以同时打开更少的其他文件。如果您的程序很短并且不会耗尽资源，您可以忽略关闭它。关闭文件有助于确保将数据写入磁盘；操作系统内核知道，如果您的程序是打开文件并关闭它的唯一进程，则不再需要它在其缓冲区缓存中的任何磁盘块。

【讨论】：

3.此外，您需要检查 close() 的返回值以获取所有可能错误的通知（尤其是套接字，但文件写入也可能在刷新时失败）。

是的，但请注意 close(fd) 失败的错误语义有点令人困惑。如果close() 失败，fd 是否仍然打开？ close() 的 POSIX 描述的第二段说状态未指定。不清楚文件描述符是关闭还是打开，如果打开，是否再次尝试关闭它会以同样的方式失败，等等。这并不是说你不应该注意，特别是如果你的数据很珍贵, 但这并非完全无关紧要。