在Linux通用I/O模型中，I/O操作系列函式(系統呼叫)都是圍繞一個叫做檔案描述符的整數展開。這不禁讓人產生疑問：這個整數代表什麼？一個數值代表一個檔案嗎？隨便傳一個整數進去呼叫可以嗎？
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解答以上疑問，需要更深入學習——檔案描述符(File Descriptor)。
圖解
理解具體情況，需要了解由核心維護的3個資料結構：
- 程式級檔案描述符表(file descriptor table)
- 系統級開啟檔案表(open file table)
- 檔案系統i-node表(i-node table)
這3個資料結構之間的關係如下圖所示：
檔案描述符表
核心為每個程式維護一個檔案描述符表，該表每一條目都記錄了單個檔案描述符的相關資訊，包括：
- 控制標誌(flags)，目前核心僅定義了一個，即
close-on-exec - 開啟檔案描述體指標
開啟檔案表
核心對所有開啟的檔案維護一個系統級別的開啟檔案描述表(open file description table)，簡稱開啟檔案表。表中條目稱為開啟檔案描述體(open file description)，儲存了與一個開啟檔案相關的全部資訊，包括：
- 檔案偏移量(file offset)，呼叫
read()和write()更新，呼叫lseek()直接修改 - 訪問模式，由
open()呼叫設定，例如：只讀、只寫或讀寫等 i-node物件指標
i-node表
每個檔案系統會為儲存於其上的所有檔案(包括目錄)維護一個i-node表，單個i-node包含以下資訊：
- 檔案型別(file type)，可以是常規檔案、目錄、套接字或
FIFO - 訪問許可權
- 檔案鎖列表(file locks)
- 檔案大小
- 等等
i-node儲存在磁碟裝置上，核心在記憶體中維護了一個副本，這裡的i-node表為後者。副本除了原有資訊，還包括：引用計數(從開啟檔案描述體)、所在裝置號以及一些臨時屬性，例如檔案鎖。
場景解析
上圖中，詳細描述了兩個程式諸多檔案描述符，以及相互關係。
檔案描述符複製
在程式A中，檔案描述符1和檔案描述符20都指向同一個開啟檔案描述體(標號23)。這很可能是通過呼叫dup()系列函式形成的。
檔案描述符複製，在某些場景下非常有用，比如：標準輸入/輸出重定向。在shell下，完成這個操作非常簡單，大部分人都會，但是極少人思考過背後的原理。
大概描述一下需要的幾個步驟，以標準輸出(檔案描述符為1)重定向為例：
- 開啟目標檔案，返回檔案描述符n；
- 關閉檔案描述符1；
- 呼叫
dup將檔案描述符n複製到1； - 關閉檔案描述符n；
子程式繼承檔案描述符
程式A的檔案描述符2和程式B的檔案描述符2都指向同一個開啟檔案描述體(標號73)。這種情形很可能發生在呼叫fork()派生子程式之後，比如A呼叫fork()派生出B。這時，B作為子程式，從父程式A繼承了檔案描述符表，其中包括圖中標明的檔案描述符2。這就是子程式繼承父程式開啟的檔案這句話的由來。
當然了，程式A通過Unix套接字將一個檔案描述符傳遞給B也會出現類似的情形，但一般檔案描述符數值是不一樣的。同時為2要非常湊巧才發生。
下一步
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