前言

檔案描述符、檔案控制代碼和i-node之間的關係，應該是Linux Native Programming的基本功。Golang、C++11寫久了之後，這些概念有些淡忘，今天順便梳理下。

鋪墊

為了搞清楚這當中的關係，我們首先要了解核心維護的3個數據結構：

• 程序級的檔案描述符表
• 系統級的開啟檔案控制代碼
• 檔案系統級的i-node表

程序級的檔案描述符表

單條表項，包括：

• 檔案描述符標誌，如close_on_exec標誌；
• 對應檔案控制代碼的索引

系統級的開啟檔案控制代碼

單條表項，包括：

• 當前檔案偏移
• 檔案開啟標誌、訪問許可權
• 對應inode物件的索引

檔案系統級的i-node表

單條表項，包括：

• 檔案型別和訪問許可權
• 檔案的基本屬性

分析

在前面，我們對基本概念進行了鋪墊；接下來，我們結合下圖進行更加細緻的分析。

• 在程序A中，檔案描述符1和檔案描述符20指向同一個檔案控制代碼23，這可能是dup()系統呼叫的結果；
• 程序A的檔案描述符2和程序B的檔案描述符2指向同一個檔案控制代碼70，這可能是fork()後的結果（程序A、B互為父子程序）；
• 程序A的檔案描述符0和程序B的檔案描述符3雖然指向不同的開啟檔案控制代碼，但是各自的開啟檔案控制代碼均指向inode表中的同一項， 這可能是程序獨自對同一檔案發起了open()呼叫；

表象

• 兩個不同的檔案描述符，若指向同一開啟檔案控制代碼，將共享同一檔案偏移量；如果其中一個檔案描述符操作了檔案偏移，則另一個檔案描述符也將受影響；
• 兩個不同的檔案描述符，若指向同一開啟檔案控制代碼，將共享檔案標誌；如果其中一方通過fcntl修改了檔案flag，則另一方也將受到影響；
• 檔案描述符標誌（close_on_exec）為程序中的檔案描述符所私有。

參考文獻

TLPI