在 Linux 操作系统中，文件描述符（File Descriptor，简称 FD）是一个非负整数，用于标识一个已经打开的文件或输入输出资源（如管道、套接字、终端等）。它是 Linux 系统中对文件操作的抽象表示。每当程序打开一个文件或创建一个流时，操作系统会分配一个文件描述符来管理这个文件或流。
每个进程在 Linux 系统中都有一个文件描述符表。文件描述符表保存了进程打开的文件与内核管理的文件对象之间的映射关系。
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/dev/sda。/home/user。在 Linux 中，每个进程默认会打开 3 个标准文件描述符：
0，通常与键盘关联。1，通常与终端屏幕关联。2，用于错误输出，通常与终端关联。0: stdin (标准输入)
1: stdout (标准输出)
2: stderr (标准错误)
这些文件描述符是由操作系统在进程启动时自动打开的。程序可以通过它们进行输入输出操作。
Linux 提供了多种系统调用来操作文件描述符，主要包括：
open()：打开文件并返回文件描述符。read()：从文件或设备中读取数据。write()：向文件或设备中写入数据。close()：关闭文件描述符。dup() / dup2()：复制文件描述符。lseek()：改变文件的读写位置。fcntl()：修改文件描述符的属性。open() 系统调用open() 用于打开文件并返回文件描述符。例如：
int fd = open("file.txt", O_RDONLY);
if (fd == -1) {
perror("Error opening file");
}
-1。read() 和 write() 系统调用read(fd, buf, count)：从文件描述符 fd 指向的文件中读取最多 count 个字节的数据到 buf 中。write(fd, buf, count)：将 count 个字节的数据从 buf 写入到文件描述符 fd 指向的文件中。char buffer[100];
int bytes_read = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
write(1, buffer, bytes_read); // 将内容输出到标准输出
close() 系统调用close() 用于关闭文件描述符，释放操作系统的资源。
close(fd); // 关闭文件描述符
dup() 和 dup2() 系统调用dup()：复制当前文件描述符，返回一个新的文件描述符，并指向相同的文件。dup2()：将当前文件描述符复制到指定的目标文件描述符。int fd2 = dup(fd); // 复制 fd
int fd3 = dup2(fd, 3); // 将 fd 复制到文件描述符 3
每个进程都有限制可以打开的文件描述符数量，这个限制可以通过 ulimit 命令查看和设置。可以通过 getrlimit() 和 setrlimit() 系统调用来获取和设置最大文件描述符数量。
ulimit -n
ulimit -n 1024 # 设置最大文件描述符数量为1024
当一个进程打开了超过 3 个标准文件描述符的文件或设备时，它会依赖操作系统分配的新的文件描述符。通常，文件描述符的最大值受限于系统配置，但可以通过修改系统配置文件（如 /etc/security/limits.conf）来增加。
Linux 支持通过管道、套接字等方式在进程间传递文件描述符。例如，使用 Unix 域套接字和 sendmsg() / recvmsg() 系统调用，可以在进程间传递文件描述符。
int sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
struct msghdr msg;
struct iovec io;
char buf[1];
io.iov_base = buf;
io.iov_len = 1;
msg.msg_iov = &io;
msg.msg_iovlen = 1;
// 传递文件描述符
int fd_to_send = open("file.txt", O_RDONLY);
sendmsg(sockfd, &msg, 0);
epoll（Linux 内核提供的一种事件通知机制）可以高效地管理大量的文件描述符。epoll 可以让应用程序高效地监视多个文件描述符的状态变化（如是否可读、可写等）。select 和 poll 是早期的文件描述符多路复用机制，它们也用于处理多个文件描述符，但是相较于 epoll，它们的性能较差，尤其是在文件描述符数量较大时。在大多数情况下，文件描述符会由操作系统自动管理，但开发者可以通过合理的管理方式来优化性能：
理解文件描述符及其管理机制对于进行高效的系统编程、网络编程和进程间通信至关重要。