【fd】Linux文件描述符

作者: Bogon | 来源:发表于2022-05-01 00:19 被阅读0次

在Linux下一切资源皆文件，普通文件是文件，磁盘打印机是文件，socket 当然也是文件。

关于Linux下系统,进程能最大能打开的文件描述符数看过好多文章,但大都没有完整,详细说明每个值表示什么意思,在实践中该怎么设置?

如何通过最简单的设置来实现最有效的性能调优，如何在有限资源的条件下保证程序的运作?

max-file 表示系统级别的能够打开的文件句柄的数量，是对整个系统的限制，并不是针对用户的。

ulimit -n 控制进程级别能够打开的文件句柄的数量，提供对shell及其启动的进程的可用文件句柄的控制，这是进程级别的。

对于服务器来说，file-max和ulimit都需要设置，否则会出现文件描述符耗尽的问题。

一般如果遇到文件句柄达到上限时，会碰到"Too many open files"或者Socket/File: Can’t open so many files等错误。

相关的3个文件：
/proc/sys/fs/file-max
/proc/sys/fs/file-nr
/etc/security/limits.conf

/proc/sys/fs/file-max
Linux系统级别限制所有用户进程能打开的文件描述符总数。
max-file 表示系统级别的能够打开的文件句柄的数量，是对整个系统的限制，并不是针对用户的。

image.png

/etc/security/limits.conf
用户级别的限制是通过可以通过命令ulimit命令和文件/etc/security/limits.conf

image.png

file-max, nr_open, nofile之间的关系

针对用户打开最大文件数的限制，可以通过修改文件limits.conf来实现
nofile中soft的值小于hard, 最大值由nr_open来决定
file-max表示内核针对整个系统，限制能所有进程能打开的文件描述符数
nofile < nr_open < file-max

文件描述符的数量：/proc/sys/fs/file-nr和/proc/$pid/fd之间有什么不同？

$ cat /proc/sys/fs/file-nr 
3296    0       2259544

/proc/sys/fs/file-nr 该参数是只读的，不能修改。

file-nr的值由3部分组成：
1，已经分配的文件描述符数；
2，已经分配但未使用的文件描述符数；
3，内核最大能分配的文件描述符数

image.png

/proc/${pid}/fd

众所周知，在相应进程的/proc/$pid/fd 目录下存放了此进程所有打开的fd。
当然有些可能不是本进程自己打开的，如通过fork()从父进程继承而来的。

lrwx------ 1 root root 64 Nov 21 09:44 133 -> /dev/sda1
lrwx------ 1 root root 64 Nov 21 09:44 134 -> /dev/sdb1
lrwx------ 1 root root 64 Nov 21 09:44 136 -> /dev/sdb1
lrwx------ 1 root root 64 Nov 21 09:44 137 -> socket:[22460]
lrwx------ 1 root root 64 Nov 21 09:44 138 -> socket:[7326842]
lrwx------ 1 root root 64 Nov 21 09:44 139 -> socket:[7341066]

那么这个socket:后面的一串数字是什么呢？其实是该socket的inode号。

那么，知道了某个进程打开的socket的inode号后，我们可以做什么呢？
这就涉及到/proc/net/tcp(udp对应/proc/net/udp)文件了，其中也列出了相应socket的inode号通过比对此字段，我们能在/proc/net/tcp下获得此套接口的其他信息，如对应的<本地地址：端口号，远端地址：端口号>对，窗口大小，状态等信息。
具体字段含义详见net/ipv4/tcp_ipv4.c 中的 tcp4_seq_show 函数。

如果socket创建了，没有被使用，那么就只会在/proc/pid/fd下面有，而不会在/proc/net/下面有相关数据。