linux用什么标识，描述和控制文件

Linux的文件标识符，和Windows的就是文件名不同，它相当于文件的一个指针。在linux的C语言中，除了用通用的《【C】文件读写问题》（点击打开链）中介绍过的fopen等c语言通用 *** 作文件以外，其Linux应用请参考《【Linux】利用C语言文件流复制单一文件），还能用文件标识符还来 *** 作文件。这也是Linux中C语言，最底层，最原始控制文件的方式，其函数open,read,write,close已经完美地表明这一点。同时，在Linux无论是文件、设备和管道，甚至是个可 *** 作对象对可以视作文件来对待，具体表现为都可以用这个文件标识符来 *** 作他们。

文件标识符非常独特，并不是指针，其变量类型就是大家非常常用的int。

至于这个东西怎么用，具体请看如下文件读写程序：

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>//文件控制

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#define MAXSIZE 512//缓冲区的大小

const char* FILEPATH="/tmp/file.txt"//文件目录

int main(void) {

int fd//文件标识符，

char *s = "被折腾的文字"

char buffer[MAXSIZE+1]//用来接字符的缓冲区

int size//读入的文件长度

if((fd=open(FILEPATH,O_CREAT|O_TRUNC|O_RDWR,0777))<0){

//O_CREAT如果指定文件不存在，则创建这个文件，O_EXCL如果要创建的文件已存在，则返回 -1，并且修改 errno 的值

//O_APPEND每次写 *** 作都写入文件的末尾，O_TRUNC如果文件存在，并且以只写/读写方式打开，则清空文件全部内容

//O_RDONLY只读模式，O_WRONLY只写模式，O_RDWR读写模式

//0777为最高权限

perror("打开文件失败！")

exit(1)

}

if((write(fd,s,strlen(s)))<0){

perror("写入文件失败！")

exit(1)

}

//lseek(fd,0,SEEK_SET)//即把文件指针移至buf文件的开始处

lseek(fd,-strlen(s),SEEK_END)//即把文件指针往从结尾处向前移动strlen(s)个字符

if((size=read(fd,buffer,MAXSIZE))<0){

perror("读入文件失败！")

exit(1)

}else{

buffer[size]='\0'//字符串数组封口

printf("%s\n",buffer)

}

if(close(fd)<0) {

perror("关键文件失败！")

exit(1)

}

unlink(FILEPATH)//删除文件

exit(0)

}

这个程序的一大堆头文件，是没办法的，因为所用到的函数需要的基本头文件就是这么多，但这些头文件都是Linux的基本头文件，能够拿来直接用。

程序首先打开并同时利用open的参数创建一个文件，之后向这个文件，通过read函数写入一个名为“缓冲区”buffer的字符数组，也就是字符串string的一些东西，然后，写入完毕，因为文件 *** 作光标将会移到文件最后，所以我们要先将其移回文件头，再利用write函数读入这个文件的内容到buffer，并打印到屏幕，最后再用close关闭文件标识符与文件的连接，并利用unlink删除这个文件，如果没有close，unlink将不起作用，因为这个程序正在占用这个/tmp/file.txt，无法删除，如果要强制删除可以考虑remove函数。

所以，上述代码的运行结果如下图：

最后，这个文件自然是要被删除的了，肯定是没有的：

上述程序很简单，但我们更多应该关注这里文件标识符的作用。fd这个int就是文件标识符，相当于FILE *的作用，但他就是一个int。实质上，这个int非常独特，同open函数，int fd里面存着要被 *** 作文件的地址，但它却又不是int *，之后的write和read函数都要根据这个fd所指明的方向来，你可以发现write，read参数都有一个地方，填入了fd，可要求填入的，却是一个int变量，这在windows里面是没有的，同时不了解文件标识符的人，看到write和read的使用可能是云里雾里的，之后的close就更不用说了，就是清楚这个fd与被 *** 作文件的关联关系。

unlink函数则和文件标识符无关，需要一个文件路径的参数。

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说到进程，恐怕面试中最常见的问题就是线程和进程的关系了，那么先说一下答案： 在 Linux 系统中，进程和线程几乎没有区别 。

Linux 中的进程其实就是一个数据结构，顺带可以理解文件描述符、重定向、管道命令的底层工作原理，最后我们从 *** 作系统的角度看看为什么说线程和进程基本没有区别。

首先，抽象地来说，我们的计算机就是这个东西：

这个大的矩形表示计算机的 内存空间 ，其中的小矩形代表 进程 ，左下角的圆形表示 磁盘 ，右下角的图形表示一些 输入输出设备 ，比如鼠标键盘显示器等等。另外，注意到内存空间被划分为了两块，上半部分表示 用户空间 ，下半部分表示 内核空间 。

用户空间装着用户进程需要使用的资源，比如你在程序代码里开一个数组，这个数组肯定存在用户空间；内核空间存放内核进程需要加载的系统资源，这一些资源一般是不允许用户访问的。但是注意有的用户进程会共享一些内核空间的资源，比如一些动态链接库等等。

我们用 C 语言写一个 hello 程序，编译后得到一个可执行文件，在命令行运行就可以打印出一句 hello world，然后程序退出。在 *** 作系统层面，就是新建了一个进程，这个进程将我们编译出来的可执行文件读入内存空间，然后执行，最后退出。

你编译好的那个可执行程序只是一个文件，不是进程，可执行文件必须要载入内存，包装成一个进程才能真正跑起来。进程是要依靠 *** 作系统创建的，每个进程都有它的固有属性，比如进程号（PID）、进程状态、打开的文件等等，进程创建好之后，读入你的程序，你的程序才被系统执行。

那么， *** 作系统是如何创建进程的呢？ 对于 *** 作系统，进程就是一个数据结构 ，我们直接来看 Linux 的源码：

task_struct 就是 Linux 内核对于一个进程的描述，也可以称为「进程描述符」。源码比较复杂，我这里就截取了一小部分比较常见的。

我们主要聊聊 mm 指针和 files 指针。 mm 指向的是进程的虚拟内存，也就是载入资源和可执行文件的地方； files 指针指向一个数组，这个数组里装着所有该进程打开的文件的指针。

先说 files ，它是一个文件指针数组。一般来说，一个进程会从 files[0] 读取输入，将输出写入 files[1] ，将错误信息写入 files[2] 。

举个例子，以我们的角度 C 语言的 printf 函数是向命令行打印字符，但是从进程的角度来看，就是向 files[1] 写入数据；同理， scanf 函数就是进程试图从 files[0] 这个文件中读取数据。

每个进程被创建时， files 的前三位被填入默认值，分别指向标准输入流、标准输出流、标准错误流。我们常说的「文件描述符」就是指这个文件指针数组的索引 ，所以程序的文件描述符默认情况下 0 是输入，1 是输出，2 是错误。

我们可以重新画一幅图：

对于一般的计算机，输入流是键盘，输出流是显示器，错误流也是显示器，所以现在这个进程和内核连了三根线。因为硬件都是由内核管理的，我们的进程需要通过「系统调用」让内核进程访问硬件资源。

PS：不要忘了，Linux 中一切都被抽象成文件，设备也是文件，可以进行读和写。

如果我们写的程序需要其他资源，比如打开一个文件进行读写，这也很简单，进行系统调用，让内核把文件打开，这个文件就会被放到 files 的第 4 个位置，对应文件描述符 3：

明白了这个原理， 输入重定向 就很好理解了，程序想读取数据的时候就会去 files[0] 读取，所以我们只要把 files[0] 指向一个文件，那么程序就会从这个文件中读取数据，而不是从键盘：

同理， 输出重定向 就是把 files[1] 指向一个文件，那么程序的输出就不会写入到显示器，而是写入到这个文件中：

错误重定向也是一样的，就不再赘述。

管道符其实也是异曲同工，把一个进程的输出流和另一个进程的输入流接起一条「管道」，数据就在其中传递，不得不说这种设计思想真的很巧妙：

到这里，你可能也看出「Linux 中一切皆文件」设计思路的高明了，不管是设备、另一个进程、socket 套接字还是真正的文件，全部都可以读写，统一装进一个简单的 files 数组，进程通过简单的文件描述符访问相应资源，具体细节交于 *** 作系统，有效解耦，优美高效。

首先要明确的是，多进程和多线程都是并发，都可以提高处理器的利用效率，所以现在的关键是，多线程和多进程有啥区别。

为什么说 Linux 中线程和进程基本没有区别呢，因为从 Linux 内核的角度来看，并没有把线程和进程区别对待。

我们知道系统调用 fork() 可以新建一个子进程，函数 pthread() 可以新建一个线程。 但无论线程还是进程，都是用 task_struct 结构表示的，唯一的区别就是共享的数据区域不同 。

换句话说，线程看起来跟进程没有区别，只是线程的某些数据区域和其父进程是共享的，而子进程是拷贝副本，而不是共享。就比如说， mm 结构和 files 结构在线程中都是共享的，我画两张图你就明白了：

所以说，我们的多线程程序要利用锁机制，避免多个线程同时往同一区域写入数据，否则可能造成数据错乱。

那么你可能问， 既然进程和线程差不多，而且多进程数据不共享，即不存在数据错乱的问题，为什么多线程的使用比多进程普遍得多呢 ？

因为现实中数据共享的并发更普遍呀，比如十个人同时从一个账户取十元，我们希望的是这个共享账户的余额正确减少一百元，而不是希望每人获得一个账户的拷贝，每个拷贝账户减少十元。

当然，必须要说明的是， 只有 Linux 系统将线程看做共享数据的进程 ，不对其做特殊看待 ，其他的很多 *** 作系统是对线程和进程区别对待的，线程有其特有的数据结构，我个人认为不如 Linux 的这种设计简洁，增加了系统的复杂度。

在 Linux 中新建线程和进程的效率都是很高的，对于新建进程时内存区域拷贝的问题，Linux 采用了 copy-on-write 的策略优化，也就是并不真正复制父进程的内存空间，而是等到需要写 *** 作时才去复制。 所以 Linux 中新建进程和新建线程都是很迅速的 。

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