6.2 Linux 中文件及文件描述符概述

正如第1 章中所述,在Linux 中对目录和设备的操作都等同于文件的操作,因此,大大简化了系统对不同设备的处理,提高了效率。Linux 中的文件主要分为4 种:普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。
那么,内核如何区分和引用特定的文件呢?这里用到的就是一个重要的概念——文件描述符。对于Linux 而言,所有对设备和文件的操作都使用文件描述符来进行的。文件描述符是一个非负的整数,它是一个索引值,并指向内核中每个进程打开文件的记录表。当打开一个现存文件或创建一个新文件时,内核就向进程返回一个文件描述符;当需要读写文件时,也需要把文件描述符作为参数传递给相应的函数。
通常,一个进程启动时,都会打开3 个文件:标准输入、标准输出和标准出错处理。这3 个文件分别对应文件描述符为0、1 和2(也就是宏替换STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO和STDERR_FILENO,鼓励读者使用这些宏替换)。
基于文件描述符的I/O 操作虽然不能移植到类Linux 以外的系统上去(如Windows),但它往往是实现某些I/O操作的惟一途径,如Linux中低级文件操作函数、多路I/O、TCP/IP套接字编程接口等。同时,它们也很好地兼容POSIX标准,因此,可以很方便地移植到任何POSIX平台上。基于文件描述符的I/O操作是Linux中最常用的操作之一,希望读者能够很好地掌握。

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