文件描述符(File Descriptor)简介

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维基百科:文件描述符在形式上是一个非负整数。实际上,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。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时,内核向进程返回一个文件描述符。在程序设计中,一些涉及底层的程序编写往往会围绕着文件描述符展开。

一、文件描述符概念

  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。

二、文件描述符、文件、进程间的关系

1.描述:

  • 每个文件描述符会与一个打开的文件相对应

  • 不同的文件描述符也可能指向同一个文件

  • 相同的文件可以被不同的进程打开,也可以在同一个进程被多次打开

2.系统为维护文件描述符,建立了三个表

3.通过这三个表,认识文件描述符

图片描述

  • 在进程A中,文件描述符1和30都指向了同一个打开的文件句柄(#23),这可能是该进程多次对执行打开操作

  • 进程A中的文件描述符2和进程B的文件描述符2都指向了同一个打开的文件句柄(#73),这种情况有几种可能,1.进程A和进程B可能是父子进程关系;2.进程A和进程B打开了同一个文件,且文件描述符相同(低概率事件=_=);3.A、B中某个进程通过UNIX域套接字将一个打开的文件描述符传递给另一个进程。

  • 进程A的描述符0和进程B的描述符3分别指向不同的打开文件句柄,但这些句柄均指向i-node表的相同条目(#1936),换言之,指向同一个文件。发生这种情况是因为每个进程各自对同一个文件发起了打开请求。同一个进程两次打开同一个文件,也会发生类似情况。

前人的思考,我们的阶梯,这部分参考自网络:链接

三、文件描述符限制

  有资源的地方就有战争,“文件描述符”也是一种资源,系统中的每个进程都需要有“文件描述符”才能进行改变世界的宏图霸业。世界需要秩序,于是就有了“文件描述符限制”的规定。

如下表:

图片描述

永久修改用户级限制时有三种设置类型:

  1. soft 指的是当前系统生效的设置值

  2. hard 指的是系统中所能设定的最大值

  3. - 指的是同时设置了 soft 和 hard 的值

命令讲解:

四、检查某个进程的文件描述符相关内容

步骤(以nginx为例,*注意权限问题,此示例是在本地环境):

  1. 找到需要检查的进程id

如图,找到的进程id为 1367

  1. 查看该进程的限制

图片描述

如图,在 Max open files 那一行,可以看到当前设置中最大文件描述符的数量为1024

  1. 查看该进程占用了多少个文件描述符

图片描述

如图所示,使用了17个文件描述符

总结

  实际应用过程中,如果出现“Too many open files” , 可以通过增大进程可用的文件描述符数量来解决,但往往故事不会这样结束,很多时候,并不是因为进程可用的文件描述符过少,而是因为程序bug,打开了大量的文件连接(web连接也会占用文件描述符)而没有释放。程序申请的资源在用完后及时释放,才是解决“Too many open files”的根本之道。

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anmingyu11 · 2018年03月26日

牛逼

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