unix系统支持在不同进程间共享打开的文件。
内核使用三种数据结果表示打开的文件。
(1)每个进程在进程表中都有一个记录项,记录项中包含有一张打开文件的描述符表,可将其视为一个矢量,每个描述符占用一项。
每个文件描述符相关连的是:
(2)内核为所有打开文件维持一张文件表。每个文件表项包含:
- 文件状态标志(包含读写,填写,同步,非阻塞等)
- 当前文件偏移量
- 指向该文件v节点表项的指针。
(3)每个打开的文件都有一个v节点结构。v节点包含了文件类型和对此文件进行各种操作的函数的指针。对于大多数文件,v节点还包括了该文件的i节点。这些信息是再打开文件时从磁盘上读入内存的。这些文件都是从磁盘读入内存的,所以可以快速使用这些参数。
note:linux没有使用v节点,而是使用了通用的i节点。
此图为打开文件的内核数据结构,该进程有两个不同的打开文件,一个文件打开为标准输入,另一个打开为标准输出。
如果两个独立进程各自打开同一个文件,则有如图所示
我们假设第一个进程在文件描述符3打开该文件,而另一个进程在文件描述符4上打开该文件。打开该文件的每个进程都得到一个文件表项。但对一个给定的文件只有一个v节点表项。每个进程都有自己的一个文件表项,理由是每个进程都要有对一个文件的偏移量。
下面描述上图的产生事件:
- 在完成每个write后,在文件表项中的当前文件偏移量增加所写的字节数,如果这是当前文件偏移量超过了当前的文件长度,则在i节点表项忠的当前文件长度被设置为当前文件偏移量。
- 如果用O_APPEND标志打开一个文件,则相应标志也被设置到文件表现的文件状态标志中。每次对这种具有填写标志的文件执行写操作时候,在文件表项中的当前文件偏移量标志中,首先被设置为i节点表项忠的文件长度,这就似的每次写的数据都添加到文件的当前尾端。
- 若一个文件用lseek函数丁文到文件的当前的尾端。则文件表项中的当前文件偏移量被设置为i节点表项中的当前文件长度。
- lseek函数只修改文件表系那个忠的当前文件偏移量。没有进行任何io操作
可能有多个文件描述符指向同一个文件表项
fork 后也会发生同样的情况,此时父子进程对于每个打开文件描述符共享同一个文件表项。
note:文件描述符标志和恩见状态标志在作用域方面的区别。潜质只用与一个进程的一个进程描述符。而后者则使用语指向改给定文件表项的任何进程中的所有描述符。
当我们看到多个进程进行对一个文件同时操作的时候,这时候就产生了冲突,如何避免呢,那么就是下一节原子操作~
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