文件描述符和文件句柄(和C)

Question

有人能准确地向我解释文件描述符和文件句柄之间的区别(这个术语与Windows的定义不同；我对它们的定义很好奇，但这需要更长的答案)吗？

根据我从Wikipedia收集的信息，文件描述符是文件描述符表中的索引，它指向文件表中的文件名，而后者又指向inode表中的inode。文件句柄是一种存储文件描述符的数据结构类型。

• 文件描述符是否只是文件描述符表中的索引(也就是说，索引值就是文件描述符)？
• 或者，由索引标识的文件描述符表元素是否存储文件描述符(假设索引是一个数字，使它们可能有两个不同的数字)？
• “文件句柄”仅仅是C中存储文件描述符的文件数据结构的术语吗？或者文件句柄是指与C数据结构(文件)分开存储文件描述符的其他数据结构吗？关于文件句柄数据结构的性质，任何人还能告诉我什么？

Answer 1

首先，我们需要独立的接口和实现。在POSIX一致性系统上，您可以获得int作为open(2)的结果，然后您可以使用这个int进行写入、读取等操作。这是界面。

在为具体进程管理开放文件的内核中，从int映射到内核用于管理文件的某种结构，可以通过多种方式实现，可以是数组，也可以是二叉树等。

对于linux内核，对于每个打开的文件，它都有struct file，使用int内核必须将int映射到struct file的地址。它以这样简单的方式完成-- fdt->fd[fd]，其中ftd是指向struct fdtable的指针，fd是文件描述符(int) (我没有描述内核如何处理多线程访问表的方式)。这是Linux内核中的当前实现。将来它是可以改变的。

返回CreateFile的文件句柄以类似于文件描述符的方式使用，它是整数，用来作为索引在每个处理表中访问struct file的Windows模拟。

因此，我认为文件句柄和文件描述符可以用作同义词，但通常是在谈到file handle平均句柄时，以及在谈论文件描述符时讨论open返回的POSIX句柄。在用于管理事件、GUI窗口等的windows HANDLE上，POSIX系统上的file descriptors不是这样的，但是在POSIX系统中，file descriptors也用来管理套接字，而在windows上，这在winsock 2之前是不可能的。

还有关于文件。文件位于file descriptor和file handle之上的接口中，它的内部有一个文件，加上一些用于管理缓冲I/O的数据，例如来自流行的linux运行时glibc的数据：

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++ streambuf protocol. */
  /* Note:  Tk uses the _IO_read_ptr and _IO_read_end fields directly. */
  char* _IO_read_ptr;   /* Current read pointer */
  char* _IO_read_end;   /* End of get area. */
  char* _IO_read_base;  /* Start of putback+get area. */
  char* _IO_write_base; /* Start of put area. */
  char* _IO_write_ptr;  /* Current put pointer. */
  char* _IO_write_end;  /* End of put area. */
  char* _IO_buf_base;   /* Start of reserve area. */
  char* _IO_buf_end;    /* End of reserve 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;  /* Pointer to 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;
//...
};

如您所见，它有_fileno，它是glibc通过open(2)调用从操作系统获得的。但它有很多东西可以缓冲，翻译行尾等。