linux句柄的概念是什么

2024-08-27 23:54:54

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供稿：網(wǎng)友

　　本篇內(nèi)容主要講解“linux句柄的概念是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“linux句柄的概念是什么”吧!

　　在linux中，句柄是一個(gè)標(biāo)識符，是由系統(tǒng)所管理的引用標(biāo)識，內(nèi)核可以通過句柄來計(jì)算出內(nèi)核里文件對象的地址；開發(fā)者只要獲得對象的句柄，就可以對對象進(jìn)行任意的操作。

　　本教程操作環(huán)境：linux5.9.8系統(tǒng)、Dell G3電腦。

　　什么是句柄

　　句柄就是一個(gè)標(biāo)識符，只要獲得對象的句柄，我們就可以對對象進(jìn)行任意的操作。

　　句柄不是指針，操作系統(tǒng)用句柄可以找到一塊內(nèi)存，這個(gè)句柄可能是標(biāo)識符，map的key，也可能是指針，看操作系統(tǒng)怎么處理的了。fd算是在某種程度上替代句柄吧；Linux 有相應(yīng)機(jī)制，但沒有統(tǒng)一的句柄類型，各種類型的系統(tǒng)資源由各自的類型來標(biāo)識，由各自的接口操作。

　　在操作系統(tǒng)層面上，文件操作也有類似于FILE的一個(gè)概念，在Linux里，這叫做文件描述符(File Descriptor)，而在Windows里，叫做句柄(Handle)(以下在沒有歧義的時(shí)候統(tǒng)稱為句柄)。用戶通過某個(gè)函數(shù)打開文件以獲得句柄，此后用戶操縱文件皆通過該句柄進(jìn)行。

　　粗暴的解釋

　　windowns中是handle，liunx類似的是fd，最早的windows開發(fā)書籍，handle是被翻譯成“把手”的。雖然不好聽，但是個(gè)人認(rèn)為相當(dāng)傳神。

　　雖然你握住的只是把手，卻能拉動整扇門，而且你根本不用在意那門長什么樣子

　　一扇門如果有多個(gè)把手，被不同的人（進(jìn)程）握住，門往哪兒走就不好說了

　　設(shè)計(jì)這么一個(gè)句柄的原因在于句柄可以防止用戶隨意讀寫操作系統(tǒng)內(nèi)核的文件對象。無論是Linux還是Windows，文件句柄總是和內(nèi)核的文件對象相關(guān)聯(lián)的，但如何關(guān)聯(lián)細(xì)節(jié)用戶并不可見。內(nèi)核可以通過句柄來計(jì)算出內(nèi)核里文件對象的地址，但此能力并不對用戶開放。

　　在liunx中的句柄

　　在linux系統(tǒng)設(shè)計(jì)里面遵循一切都是文件的原則，即磁盤文件、目錄、網(wǎng)絡(luò)套接字、磁盤、管道等，所有這些都是文件，在我們進(jìn)行打開的時(shí)候會返回一個(gè)fd，即是文件句柄。

　　如果頻繁的打開文件，或者打開網(wǎng)絡(luò)套接字而忘記釋放就會有句柄泄露的現(xiàn)象。

　　在linux系統(tǒng)中對進(jìn)程可以調(diào)用的文件句柄數(shù)進(jìn)行了限制，在默認(rèn)情況下每個(gè)進(jìn)程可以調(diào)用的最大句柄數(shù)是1024個(gè)，如果超過了這個(gè)限制，進(jìn)程將無法獲取新的句柄，而從導(dǎo)致不能打開新的文件或者網(wǎng)絡(luò)套接字，對于線上服務(wù)器即會出現(xiàn)服務(wù)被拒絕的情況。

　　下面舉一個(gè)實(shí)際的例子，在Linux中，值為0、1、2的fd分別代表標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出。在程序中打開文件得到的fd從3開始增長。

　　fd具體是什么呢?

　　在內(nèi)核中，每一個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)私有的“打開文件表”，這個(gè)表是一個(gè)指針數(shù)組，每一個(gè)元素都指向一個(gè)內(nèi)核的打開文件對象。

　　而fd，就是這個(gè)表的下標(biāo)。當(dāng)用戶打開一個(gè)文件時(shí)，內(nèi)核會在內(nèi)部生成一個(gè)打開文件對象，并在這個(gè)表里找到一個(gè)空項(xiàng)，讓這一項(xiàng)指向生成的打開文件對象，并返回這一項(xiàng)的下標(biāo)作為fd。

　　由于這個(gè)表處于內(nèi)核，并且用戶無法訪問到，因此用戶即使擁有fd，也無法得到打開文件對象的地址，只能夠通過系統(tǒng)提供的函數(shù)來操作。

　　在C語言里，操縱文件的渠道則是FILE結(jié)構(gòu)，不難想象，C語言中的FILE結(jié)構(gòu)必定和fd有一對一的關(guān)系，每個(gè)FILE結(jié)構(gòu)都會記錄自己唯一對應(yīng)的fd。

　　在程序設(shè)計(jì)中,句柄是一種特殊的智能指針。當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序要引用其他系統(tǒng)(如數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng) )所管理的內(nèi)存塊或?qū)ο?時(shí)，就要使用句柄。

　　句柄與普通指針的區(qū)別在于，指針包含的是引用對象的內(nèi)存地址，而句柄則是由系統(tǒng)所管理的引用標(biāo)識，該標(biāo)識可以被系統(tǒng)重新定位到一個(gè)內(nèi)存地址上。這種間接訪問對象的模式增強(qiáng)了系統(tǒng)對引用對象的控制。

　　在上世紀(jì)80年代的操作系統(tǒng)（如Mac OS 和Windows ）的內(nèi)存管理中，句柄被廣泛應(yīng)用。Unix 系統(tǒng)的文件描述符基本上也屬于句柄。和其它桌面環(huán)境一樣，Windows API 大量使用句柄來標(biāo)識系統(tǒng)中的對象，并建立操作系統(tǒng)與用戶空間之間的通信渠道。例如，桌面上的一個(gè)窗體由一個(gè)HWND 類型的句柄來標(biāo)識。

　　如今，內(nèi)存容量的增大和虛擬內(nèi)存算法使得更簡單的指針愈加受到青睞，而指向另一指針的那類句柄受到冷淡。盡管如此，許多操作系統(tǒng)仍然把指向私有對象的指針以及進(jìn)程傳遞給客戶端的內(nèi)部數(shù)組下標(biāo)稱為句柄。

　　到此，相信大家對“linux句柄的概念是什么”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！

（編輯：武林網(wǎng)）

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