在C程序中，文件由文件指針或者文件描述符表示。ISO C的標(biāo)準(zhǔn)I/0庫函數(shù)（fopen, fclose, fread,
fwrite, fscanf, fprintf等）使用文件指針，UNIX的I/O函數(shù)（open, close, read, write,
ioctl）使用文件描述符。下面重點(diǎn)來說下，文件描述符是如何工作的。
文件描述符相當(dāng)于一個(gè)邏輯句柄，而open,close等函數(shù)則是將文件或者物理設(shè)備與句柄相關(guān)聯(lián)。句柄是一個(gè)整數(shù)，可以理解為進(jìn)程特定的文件
描述符表的索引。先介紹下面三個(gè)概念，后面講下open、close等操作以后，文件和文件描述符產(chǎn)生什么關(guān)系，以及fork后文件描述符的繼承等問題。
文件描述符表 ：用戶區(qū)的一部分，除非通過使用文件描述符的函數(shù)，否則程序無法對(duì)其進(jìn)行訪問。對(duì)進(jìn)程中每個(gè)打開的文件，文件描述符表都包含一個(gè)條目。
系統(tǒng)文件表 ：為系統(tǒng)中所有的進(jìn)程共享。對(duì)每個(gè)活動(dòng)的open, 它都包含一個(gè)條目。每個(gè)系統(tǒng)文件表的條目都包含文件偏移量、訪問模式（讀、寫、or 讀-寫）以及指向它的文件描述符表的條目計(jì)數(shù)。
內(nèi)存索引節(jié)點(diǎn)表: 對(duì)系統(tǒng)中的每個(gè)活動(dòng)的文件（被某個(gè)進(jìn)程打開了），內(nèi)存中索引節(jié)點(diǎn)表都包含一個(gè)條目。幾個(gè)系統(tǒng)文件表?xiàng)l目可能對(duì)應(yīng)于同一個(gè)內(nèi)存索引節(jié)點(diǎn)表（不同進(jìn)程打開同一個(gè)文件）。
1、舉例: 執(zhí)行myfd = open( "/home/lucy/my.dat", O_RDONLY); 以后，上述3個(gè)表的關(guān)系原理圖如下：
圖1
系統(tǒng)文件表包含一個(gè)偏移量，給出了文件當(dāng)前的位置。若2個(gè)進(jìn)程同時(shí)打開一個(gè)文件（如上圖A,B）做讀操作，每個(gè)進(jìn)程都有自己相對(duì)于文件的偏移
量，而且讀入整個(gè)文件是獨(dú)立于另一個(gè)進(jìn)程的；如果2個(gè)進(jìn)程打開同一個(gè)文件做寫操作，寫操作是相互獨(dú)立的，每個(gè)進(jìn)程都可以重寫另一個(gè)進(jìn)程寫入的內(nèi)容。
如果上面進(jìn)程在open以后又執(zhí)行了close（）函數(shù)，操作系統(tǒng)會(huì)刪除文件描述符表的第四個(gè)條目，和系統(tǒng)文件表的對(duì)應(yīng)條目（若指向它的描述符
表唯一），并對(duì)內(nèi)存索引節(jié)點(diǎn)表?xiàng)l目中的計(jì)數(shù)減1，如果自減以后變?yōu)?，說明沒有其他進(jìn)程鏈接此文件，將索引節(jié)點(diǎn)表?xiàng)l目也刪除，而這里進(jìn)程B也在open這
個(gè)文件，所以索引節(jié)點(diǎn)表?xiàng)l目保留。
2、文件描述符的繼承
通過fork（）創(chuàng)建子進(jìn)程時(shí)，子進(jìn)程繼承父進(jìn)程環(huán)境和上下文的大部分內(nèi)容的拷貝，其中就包括文件描述符表。
（1）對(duì)于父進(jìn)程在fork（）之前打開的文件來說，子進(jìn)程都會(huì)繼承，與父進(jìn)程共享相同的文件偏移量。如下圖所示（0-1-2 表示 標(biāo)準(zhǔn)輸入-輸出-錯(cuò)誤）：
圖2 fork()之前打開my.dat
系統(tǒng)文件表位于系統(tǒng)空間中，不會(huì)被fork()復(fù)制，但是系統(tǒng)文件表中的條目會(huì)保存指向它的文件描述符表的計(jì)數(shù)，fork()時(shí)需要對(duì)這個(gè)計(jì)數(shù)
進(jìn)行維護(hù)，以體現(xiàn)子進(jìn)程對(duì)應(yīng)的新的文件描述符表也指向它。程序關(guān)閉文件時(shí)，也是將系統(tǒng)文件表?xiàng)l目內(nèi)部的計(jì)數(shù)減一，當(dāng)計(jì)數(shù)值減為0時(shí)，才將其刪除。
（2）相反，如果父進(jìn)程先進(jìn)程fork，再打開my.dat，這時(shí)父子進(jìn)程關(guān)于my.dat
的文件描述符表指向不同的系統(tǒng)文件表?xiàng)l目，也不再共享文件偏移量（fork以后2個(gè)進(jìn)程分別open，在系統(tǒng)文件表中創(chuàng)建2個(gè)條目）；但是關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)輸入，
標(biāo)準(zhǔn)輸出，標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤，父子進(jìn)程還是共享的。
圖3 fork()以后打開my.dat
本文出自 “淡泊明志，寧靜致遠(yuǎn)” 博客，請(qǐng)務(wù)必保留此出處http://keren.blog.51cto.com/720558/170822