linux — 淺析檔案描述符 檔案表項 v節點表項
阿新 • • 發佈：2019-02-17
淺析檔案描述符 檔案表項 v節點表項符
檔案描述符在Linux程式設計裡隨處可見，裝置讀寫，網路通訊，程序通訊. 可是檔案描述符到底是什麼？ 檔案描述符是一個簡單的整數，用以標明每一個被程序所開啟的檔案和socket. 第一個開啟的檔案時0，第二個是1，以此類推. linux作業系統通常給每個程序能開啟的檔案數量強加一個限制.檔案描述符的限制可能會極大的影響效能,當用戶使用者完了所有的檔案描述符之後，它不能接收新的連線. 也就是說，用完檔案描述符導致拒絕服務. 所以呢，我們可以嘗試修改檔案描述符的個數 使用 ulimit -HSn xxxx 來修改檔案描述符個數.在Unix系統支援在不同程序間共享開啟檔案. 在介紹dup之前. 我們先介紹核心表示開啟的檔案使用的三種資料結構.
建立v節點結構的目的是對在一個計算機系統上的多檔案系統型別提供支援. 這一工作是Peter Weinberger和bill joy(sun公司)分
我們假定第一個程序在檔案描述符3上開啟該檔案，而另一個程序在檔案描述符4上開啟該檔案. 開啟該檔案的每個程序都獲得各自的一個檔案表項，但對一個給定的檔案只有一個v節點表項.之所以每個程序都獲得自己的檔案表項，是因為這可以使每一個進程都有它自己的對該檔案的當前偏移量.給出了這些資料之後，現在對前面所述的操作進一步說明.1.在完成每個write後，在檔案表項中的當前檔案偏移量既增加所寫入的位元組數. 如果這導致當前檔案偏移量超出了自己當前文件長度. 則將i節點表項中的當前檔案長度設定為當前檔案偏移量(檔案加長).2.如果用O_APPEND標誌開啟一個檔案，則相應標誌也被設定到檔案表項的檔案狀態標誌中. 每次對這種具有追加寫標誌的檔案執行寫操作時，檔案表項中的當前檔案偏移量首先會被設定為i節點表項中的檔案長度，這就使得每次寫入的資料都追加到檔案的當前尾端處.3.若一個檔案用lseek定位到檔案當前的尾端，則檔案表項中的當前檔案偏移量被設定為i節點表項中的當前檔案長度.4.lessk函式只修改檔案表項中的當前檔案偏移量，不進行任何I/O操作.可能有多個檔案描述符項指向同一檔案表項. 比如下面的dup函式，或者fork後也會出現同樣的情況，此時的父程序，子程序各自的每一個開啟檔案描述符共享同一個檔案表項. 注意，檔案描述符標誌和檔案狀態標誌在作用範圍方面的區別，前者只用於一個程序的一個描述符，而後者則應用於指向該給定檔案表項的任何程序中的所有描述符. 接下來我們來認識一下函式dup 和 dup2.下面兩個函式都可以用來複制一個現有的檔案描述符.
#include<unistd.h>
int dup(int fd);
int dup2(int fd,int fd2);
//兩函式的返回值:若成功，返回新的檔案描述符. 如出錯返回-1.
這個dup最常用的地方就是我們的檔案重定向，fcntl與它具有同樣功能的還有函式，該函式可以改變已經開啟檔案的屬性.
#include<fcntl.h>
int fcntl(int fd,int cmd,.../*int arg*/):
返回值:若成功，則依賴於cmd; 若出錯返回-1
fcntl函式是非常重要的檔案控制函式，它的功能和選項實在太多了. 所以我這裡這裡只是提一下，接下來就需要我們繼續努力啦！！！fcntl有如下5種功能:1.複製一個已有的描述符(cmd = F_DUPFD或F_DUPFD_COLOEXEC).2.獲取/設定檔案描述符標誌(cmd = F_GETFD或F_SETFD)3.獲取/設定檔案狀態標誌(cmd=F_GETFL或F_SETEL)4.獲取/設定非同步I/O所有權(cmd = F_GETOWN或F_SETOWN)5.獲取/設定記錄鎖(cmd = F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW)對於這些函式的具體使用還需要下去多用用多看文件即可.
當然如果你想對i節點有更深的瞭解，你那你必須瞭解Linux下的檔案系統. 部落格傳送門->檔案系統