Linux 文件描述符：fd

1. fd 是什么

Linux 中，文件、设备、Socket、Pipe 等资源，都可以通过一个整数访问。

这个整数就是：

文件描述符（File Descriptor，fd）。

例如：

int fd = open("test.txt", O_RDONLY);

返回：

fd = 3

之后：

read(fd, buf, len);
close(fd);

就是通过 fd 找到对应资源。

fd 本质上是进程文件描述符表中的索引。

2. 每个进程都有自己的 fd 表

进程
 ↓
文件描述符表

0 → stdin
1 → stdout
2 → stderr
3 → test.txt
4 → socket
5 → pipe

fd = 3 并不是“文件编号 3”，而是：

在当前进程的 fd 表中，通过索引 3 找到对应的打开对象。

3. 0、1、2

进程启动时通常已经有：

0 → stdin   标准输入
1 → stdout  标准输出
2 → stderr  标准错误

因此第一次 open() 通常从 3 开始。

int fd = open("test.txt", O_RDONLY);

Linux 通常返回：

3

因为 open() 通常返回当前进程最小的可用 fd。

4. Socket 和 Pipe 也是 fd

int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

得到一个 fd。

int pipefd[2];
pipe(pipefd);

得到两个 fd：

pipefd[0] → 读端
pipefd[1] → 写端

所以：

文件
设备
Socket
Pipe
   ↓
都可以通过 fd 操作

常见接口：

read()
write()
ioctl()
close()

5. fd 的生命周期

open()
socket()
pipe()
   ↓
得到 fd
   ↓
read()/write()/ioctl()
   ↓
不用了
   ↓
close(fd)

fd 的核心不是“创建”，而是：

创建 → 使用 → 释放。

6. fd 限制

进程级

查看：

ulimit -n

表示：

当前进程最多允许打开多少个 fd。

也可以通过 getrlimit() / setrlimit() 查询和调整。

系统级

cat /proc/sys/fs/file-max

表示：

整个系统允许存在的打开文件对象数量上限。

所以：

进程级 → 一个进程最多多少 fd
系统级 → 整个系统最多多少打开文件对象

7. fd 泄漏

while (1) {
    int fd = open("test.txt", O_RDONLY);

    // 忘记 close(fd)
}

结果：

3 → 4 → 5 → 6 → ...
          ↓
      达到限制
          ↓
Too many open files

所以嵌入式 Linux 中，长期运行的程序尤其要注意：

打开一个 fd，就必须明确它在哪里关闭。

查看进程当前 fd：

ls -l /proc/<PID>/fd

统计数量：

ls /proc/<PID>/fd | wc -l

8. 一句话记忆

fd = 进程文件描述符表的索引；0/1/2 是标准输入输出错误，open/socket/pipe 都会产生 fd，使用完必须 close()，否则可能导致 fd 泄漏。