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2023年12月12日发(作者：)

Linux文件句柄文件描述符

这里我们先区分好两个概念：文件描述符和文件句柄

简单来说，每个进程都有一个打开的文件表（fdtable)。表中的每一项是struct file类型，包含了打开文件的一些属性比如偏移量，读写访问模

式等，这是真正意义上的文件句柄。

文件描述符是一个整数。代表fdtable中的索引位置（下标），指向具体的struct file（文件句柄）。

哪些地方会分配文件句柄？

知道文件句柄最终是通过get_empty_filp函数从filp cache中分配的之后，我们顺着函数调用链路简单梳理下，就能知道有哪些地方会分配文

件句柄了：

open系统调用打开文件（path_openat内核函数)

打开一个目录（dentry_open函数)

共享内存attach （do_shmat函数）

socket套接字（sock_alloc_file函数）

管道（create_pipe_files函数）

epoll/inotify/signalfd等功能用到的匿名inode文件系统（anon_inode_getfile函数)

file-nr文件里面的第一个字段代表的是内核分配的struct file的个数，也就是文件句柄个数，而不是文件描述符

机器上的常常会出现文件句柄使用量与常用的lsof命令的数量相去甚远的情况

因为文件描述符和文件句柄是两个不同的东西：lsof在用户空间，主要还是从文件描述符的角度来看文件句柄。

我们来做一个实验：只打开一次文件，然后复制1000次文件描述符。

我们启动dupfd进程打开了一次/dev/zero文件，复制了1000次文件描述符。file-nr中的文件句柄数只是个位数的变化，而lsof看到的结果涨了

1000多。

如果我们把前面的代码换成open 1000次， 就可以看到file-nr和lsof的输出几乎都涨了1000。

我们循环1000次打开/dev/zero文件，之后mmap映射到进程地址空间，然后把这些打开的文件描述符都关掉。很显然，打开的描述符都被

close掉了，不会有什么变化。 那为什么文件句柄数还是增加了1000个左右呢？

原来，linux内核中很多对象都是有引用计数的。 虽然文件句柄是由open先打开的，但mmap之后，引用计数被加1，尽管我们接着把文件描

述符close掉了，但是底层指向的struct file由于引用数大于0，不会被回收。通过上面两个例子，你应该知道lsof的输出和实际的文件句柄数有差距的原因了。

本文标签： 文件句柄描述符

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