文件描述符及文件指针

文件描述符：在linux系统中打开文件就会获得文件描述符，它是个很小的正整数。每个进程在PCB（ProcessControl Block）中保存着一份文件描述符表，文件描述符就是这个表的索引，每个表项都有一个指向已打开文件的指针。

文件指针：C语言中使用文件指针做为I/O的句柄。文件指针指向进程用户区中的一个被称为FILE结构的数据结构。FILE结构包括一个缓冲区和一个文件描述符。而文件描述符是文件描述符表的一个索引，因此从某种意义上说文件指针就是句柄的句柄（在Windows系统上，文件描述符被称作文件句柄）。

         在/usr/include下的文件里我们可以找到FILE结构体的定义(以Centos 6.4 为例，不同系统有差异)：

stdio.h

typedef struct _IO_FILE __FILE;

用grep –Rnw _IO_FILE 查找，可知_IO_FILE定义于libio.h

libio.h

struct _IO_FILE {  int_flags;          /* High-order word is _IO_MAGIC; rest is flags. */#define _IO_file_flags _flags   /* The following pointers correspond to the C++ streambufprotocol. */  /*Note:  Tk uses the _IO_read_ptr and_IO_read_end fields directly. */ char* _IO_read_ptr;   /* Currentread pointer */ char* _IO_read_end;   /* End ofget area. */ char* _IO_read_base;  /* Start ofputback+get area. */  char* _IO_write_base; /* Start of put area. */ char* _IO_write_ptr;  /* Currentput pointer. */ char* _IO_write_end;  /* End ofput area. */ char* _IO_buf_base;   /* Start ofreserve area. */ char* _IO_buf_end;    /* End ofreserve area. */  /*The following fields are used to support backing up and undo. */ char *_IO_save_base; /* Pointer to start of non-current get area. */ char *_IO_backup_base;  /* Pointerto first valid character of backup area */ char *_IO_save_end; /* Pointer to end of non-current get area. */  struct _IO_marker *_markers;  struct _IO_FILE *_chain;   int_fileno;#if 0  int_blksize;#else  int_flags2;#endif _IO_off_t _old_offset; /* This used to be _offset but it's toosmall.  */ #define __HAVE_COLUMN /* temporary */  /*1+column number of pbase(); 0 is unknown. */ unsigned short _cur_column; signed char _vtable_offset; char _shortbuf[1];  /*  char* _save_gptr;  char* _save_egptr; */  _IO_lock_t *_lock;#ifdef _IO_USE_OLD_IO_FILE};

        从FILE数据结构我们可以看出：struct FILE中包含文件状态(flag)，对应的文件描述符(_fileno)，及很多和流缓冲区相关的操作指针。故文件指针与文件描述符是1对1 的关系，两者可以相互转换。其转换可利用以下函数：

从描述符获取文件指针：fdopen

从指针获取文件描述符：fileno

附：

文件描述符和内核file数据结构

    每个进程在PCB(ProcessControl Block)中都保存着一份文件描述符表，文件描述符就是这个表的索引，每个表项都有一个指向已打开文件的指针。即当打开一个文件时，内核会为已打开的文件创建一个file 结构体，文件描述符表中的指针指向file结构体。以下是一些常用场景下两者的关系：

1、  打开同一个文件，可能其file结构体不一样，这点可以从file结构体中存放了文件状态(读写权限等)，文件偏移量，和文件目录项等数据不一样来理解。

2、  可使用dup，fork等函数进行文件描述符复制，这时会导致多个文件描述符指向同一个file结构体，其file数据结构的引用计数+1

3、  当调用close关闭文件时，file结构体中对应的文件引用计数-1，当计数达到0时才真正关闭文件。

p.s：内核中的file结构与FILE结构又是两个不同的概念。

参考链接：

http://blog.chinaunix.net/uid-20672257-id-1901040.html

想理解内核文件系统的话可以看下，文章写得很好