浅析FILE和fd之间的关系

xiaoxiao2021-02-27  324

背景知识

fd——文件描述符

FILE——文件指针

文件描述符fd

fd只是一个整数,在open时产生。起到一个索引的作用,进程通过PCB中的文件描述符表找到该fd所指向的文件指针file,因此在Linux系统下面,文件描述符主要是被用来标识一个文件。内核通过文件对象表来管理系统中各种各样的文件,而文件表则是通过指针来指向打开的文件,进而达到管理整个文件系统的目的。

图示说明:

文件指针FILE*

C中使用文件指针来做为I/O的句柄,文件指针指向进程的用户空间中的一个FILE机构体

系统对FILE的结构定义:

//C语言文件指针域文件描述符之间可以相互转换 int fileno(FILE * stream) FILE * fdopen(int fd, const char * mode) struct _iobuf { char *_ptr; //缓冲区当前指针 int _cnt; char *_base; //缓冲区基址 int _flag; //文件读写模式 int _file; //文件描述符 int _charbuf; //缓冲区剩余自己个数 int _bufsiz; //缓冲区大小 char *_tmpfname; }; typedef struct _iobuf FILE; 深层理解

文件描述符fd和文件指针FILE在系统中所处的位置:

文件描述符:OS层

文件指针:lib层(准确来说是C库)

为了更形象的说明两者之间的关系,给出图示:

从图上我们可以明显的看出lib库是在操作系统上为用户所做的更高一层封装。

封装主要体现在:

(1)缓冲方式:操作系统一般采用的是无缓冲,而lib一般则采用的是全缓冲的方式。

(2)函数封装:在lib层所对应的标准输入std_in,标准输出std_out,标准错误std_err也正好对应着文件描述符的0,1,2。

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