[一]FileDescriptor文件描述符 標準輸入輸出錯誤 文件描述符

文件描述符

 

當應用程序請求打開或者操做文件時,操做系統爲應用程序設置一張文件列表,具體的實現形式此處不深刻說明

操做系統會提供給你一個非負整數,做爲一個索引號,它的做用就像地址或者說指針或者說偏移量

這個索引號就用來定位文件數據在內存中的位置.

這個概念在類Unix系統叫作文件描述符, linux把全部東西都被當作是文件，好比文件、目錄、進程、網絡socket、各類硬件設備等

這個概念在Windows下 稱之爲句柄, 句柄是Windows下各類對象的標識符, 好比文件、資源、菜單、光標、位圖等

那麼,如今你應該能夠理解文件描述符的含義了

文件描述符  之於文件系統(操做系統中的一切都是文件描述符 可使用文件描述符描述任何一個資源對象 就如同Class 之於java語言同樣(java中一切都是類,都是一個Class的實例,任何一個類都用Class對象的實例來描述

Java中使用FileDescriptor 來抽象文件描述符這一律念

package java.io;

對於FileInputStream/FileOutputStream/RandomAccessFile，使用handle來表示底層的文件句柄

對於ServerSocket/Socket，使用fd來表示底層的文件句柄

FileDescriptor的fd和handle的無效值是-1

看下API的描述:

文件描述符類的實例用做與基礎機器有關的某種結構的不透明句柄 該結構表示開放文件、開放套接字或者字節的另外一個源或接收者。 文件描述符的主要實際用途是建立一個包含該結構的 FileInputStream 或 FileOutputStream。   應用程序不該建立本身的文件描述符。

其實說白了,就是文件描述符的實例,就是用來表示文件的一個指針/索引. 操做系統經過這個值與應用程序交互

如同你的電話號碼同樣,在不少場景,他就至關於你,   雖然,他徹底不是你,

好比朋友想找你聊天,有人託你辦事,保險公司推銷等等,經過電話均可以定位到你

 

並且,你本身能造一個電話號碼麼?顯然不行,必須是運營商提供給你的

咱們的文件描述符,也是如此,應用程序不該該建立本身的文件描述符

他的構造方法,只能建立一個無效的文件描述符

不該該建立本身的文件描述符,能夠直接理解爲:

這東西是底層實現的內容,操做系統來傳遞給你

並且,對於文件的其餘的一些操做,最底層的實現也仍舊是操做系統來搞

這就至關於操做系統給你的一個指針,鑰匙

你須要服務的時候,拿給操做系統便可,具體到底怎麼玩,你管不上,也管不了

 

想要理解文件描述符只須要理解,文件的抽象概念是操做系統負責管理維護的

應用程序都是在請求操做系統幫忙,JVM也就是個應用程序

無論那個位置到底存放的是什麼,對於應用程序來講就是一個描述符

操做系統提供了一致性的接口訪問途徑,就是經過這個描述符

描述符背後究竟是什麼,操做系統屏蔽了這些東西

這樣子的實現,對應用程序程序員來講,就是不須要在關注他究竟是個什東西,操做系統來搞定

 

 

FileDescriptor中的三個描述符

FileDescriptor 內置了三個文件描述符 分別是  in   out  err

類型是FileDescriptor  這是java層面的描述

具體的值是 0  1   2  ,這是操做系統層面的描述

 

在linux 中, 每一個進程啓動時都打開3個文件(linux 中一切都是文件)： 

* 標準輸入  0

* 標準輸出  1

* 標準錯誤  2

 

三個描述符,經過調用私有方法 standardStream進行建立初始化 建立一個FileDescriptor 而且,設置他的handle值 內部的set(fd)是一個本地方法 說白了,就是經過調用本地方法,得到操做系統對標準輸入/輸出/錯誤的三個文件描述符

 

 

 

 

註釋中也說的很清楚,文件描述符通常不直接使用 經過使用System.in  System.out System.err

 

文件描述符在System類中的應用

在System 中   in  out err  都是 final  static的

標準的輸入輸出是共享，可是java是多線程的 所以它們必須受到特別的處理，在系統初始化完成以前，線程嚴禁使用這幾個特殊對象； 又由於這些對象都是靜態的，所以java的類加載機制會在System類加載的時候就會初始化，這就形成了一對矛盾； 爲解決這對矛盾，System在加載是將它們初始化爲null，等加在完成後,經過  initializeSystemClass

 

System中in out  err中的定義部分,全都是final static

註釋中也很明確的說明了 將會調用 initializeSystemClass  進行部分初始化工做

 

 

initializeSystemClass 方法的關鍵部位 以及 本地的setIn0 setOut0 setErr0

initializeSystemClass 方法對於這塊來講,主要就是 使用三個文件描述符  建立了 FileInputStream  以及 FileOutputStream 對於Out以及Err又根據encoding 轉換爲PrintStream 而後經過本地方法進行設置

因此說,那三個專門的文件描述符通常不直接使用 取而代之的則是使用文件描述符 初始化設置過的流對象

 

 

 

應用程序不建立文件描述符, 都是由系統調用, 也就是本地方法來操做的 應用程序只是得到,  而後使用,  所謂使用,最終也仍是須要藉助於操做系統 是應用程序 操做文件 時 與操做系統進行交互時,必須的數據項