（转）关于unix/linux系统中的文件描述符fd

一、文件描述符和路径指定文件的区别
在unix/linux系统中，文件描述符的作用就是标识已经打开的文件（注意Linux中所有的I/O设备都是以文件的方式访问！），注意，是已经打开的文件，并不包括没有打开的文件。所以，用文件描述符fd来指定一个文件，就意味着该文件已经被打开。而用路径名来指定一个文件，该文件既可以是打开的，也可以是未打开的。
按照上名的解释，你就能很容易的明白以下几个函数之间的区别了
在unix/linux系统中，stat()和 fstat()函数的原型如下：
int stat(const char *pathname,struct stat *buf);
int fstat(int filedes,struct stat *buf);
这两个函数的共同点是用来获得文件的struct stat信息结构
不同点是stat函数获得路径名pathname指定的文件的信息结构，该文件既可以是已经被打开的，也可以是未被打开的；而 fstat函数是获得在文件描述符filedes上打开的文件的信息结构
同样地，下面两个函数的区别也是一样的
int chmod(const char *pathname,mode_t mode);
int fchmod(int filedes,mode_t mode);

二、Select()系统调用及文件描述符集fd_set的应用
在网络程序中，一个进程同时处理多个文件描述符是很常见的情况。select()系统调用可以使进程检测同时等待的多个I/O设备，当没有设备准备好时，select()阻塞，其中任一设备准备好时，select()就返回。
select()的调用形式为：
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
int select(int maxfd, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fe_set *exceptfds, const struct timeval *timeout);
select的第一个参数是文件描述符集中要被检测的比特数，这个值必须至少比待检测的最大文件描述符大 1；参数readfds指定了被读监控的文件描述 符集；参数writefds指定了被写监控的文件描述符集；而参数exceptfds指定了被例外条件监控的文件描述符集。
参数timeout起了定时器的作用：到了指定的时间，无论是否有设备准备好，都返回调用。timeval的结构定义如下：
struct timeval{
long tv_sec; //表示几秒
long tv_usec; //表示几微妙
}
timeout取不同的值，该调用就表现不同的性质：
1．timeout为0，调用立即返回；
2．timeout为NULL，select()调用就阻塞，直到知道有文件描述符就绪；
3．timeout为正整数，就是一般的定时器。
select调用返回时，除了那些已经就绪的描述符外，select将清除readfds、writefds和exceptfds中的所有没有就绪的描述符。select的返回值有如下情况：
1．正常情况下返回就绪的文件描述符个数；
2．经过了timeout时长后仍无设备准备好，返回值为0；
3．如果select被某个信号中断，它将返回-1并设置errno为EINTR。
4．如果出错，返回-1并设置相应的errno。
系统提供了4个宏对描述符集进行操作：
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);
void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);
void FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);
void FD_ZERO(fd_set *fdset);
宏FD_SET设置文件描述符集fdset中对应于文件描述符fd的位(设置为 1)，宏FD_CLR 清除文件描述符集 fdset中对应于文件描述符fd的 位（设置为0），宏FD_ZERO 清除文件描述符集 fdset中的所有位(既把所有位都设置为0)。使用这3个宏在调用select前设置描述符屏蔽位， 在调用select后使用FD_ISSET 来检测文件描述符集 fdset中对应于文件描述符fd的位是否被设置。
过去，描述符集被作为一个整数位屏蔽码得到实现，但是这种实现对于多于32个的文件描述符将无法工作。描述符集现在通常用整数数组中的位域表示，数组元素 的每一位对应一个文件描述符。例如，一个整数占32位，那么整数数组的第一个元素代表文件描述符0 到31，数组的第二个元素代表文件描述符32到63，以 此类推。宏FD_SET设置整数数组中对应于fd文件描述符的位为1，宏FD_CLR设置整数数组中对应于fd文件描述符的位为 0，宏FD_ZERO 设置 整数数组中的所有位都为0。假设执行如下程序后：
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
fd_set readset;
FD_ZERO(&readset);
FD_SET(5, &readset);
FD_SET(33, &readset);
则文件描述符集readset中对应于文件描述符6和33的相应位被置为1，如图1所示：

再执行如下程序后：
FD_CLR(5, &readset);
则文件描述符集readset对应于文件描述符6的相应位被置为0，如图2所示：


通常，操作系统通过宏FD_SETSIZE来声明在一个进程中select所能操作的文件描述符的最大数目。例如：
在4.4BSD的头文件中我们可以看到：
＃ifndef FD_SETSIZE
#define FD_SETSIZE 1024
#endif
在红帽Linux的头文件<bits/types.h> 中我们可以看到：
＃define __FD_SETSIZE 1024
以及在头文件<sys/select.h>中我们可以看到：
#include <bits/types.h>
#define FD_SETSIZE __FD_SETSIZE
既定义FD_SETSIZE为1024，一个整数占4个字节，既32 位，那么就是用包含32个元素的整数数组来表示文件描述符集。我们可以在头文件中修改 这个值来改变select使用的文件描述符集的大小，但是必须重新编译内核才能使修改后的值有效。当前版本的unix操作系统没有限制 FD_SETSIZE的最大值，通常只受内存以及系统管理上的限制。

转自：http://hi.baidu.com/joec3/blog/item/2a73ff1ef2d3a3f81ad576e2.html

http://www.cnblogs.com/innost/archive/2011/01/09/1931456.html