前言

在 Linux 系统中一切皆文件，当一个进程打开或者创建一个新的文件时，系统内核会向该进程返回一个文件描述符（File Descriptor，简称：Fd）；该文件描述符是内核为了高效管理被打开文件所创建的索引。该索引指向被打开的文件，关于该文件的所有I/O操作都会通过该文件描述符调用。

当一个进程启动后，会创建一个 PCB 控制块，而 PCB 内部有一个文件描述符表：File descriptor table；记录着当前进程所有可用的文件描述符，即当前进程所有打开的文件。

除此之外系统还要维护另外两张表：打开文件表（Open file table）、i-node 表（i-node table），这两个表整个系统只有一个，三者关系如下：

I/O操作流程
通过 Fd 找到文件指针，通过该指针进入打开文件表，该表存储了以下信息：
1、文件偏移量，也就是文件内部指针偏移量。调用 read() 或者 write() 函数时，文件偏移量会自动更新，当然也可以使用 lseek() 直接修改。
2、状态标志，比如只读模式、读写模式、追加模式、覆盖模式等。
3、i-node 表指针。

要想真正读写文件，还得通过打开文件表的 i-node 指针进入 i-node 表，该表包含了诸如以下的信息：
1、文件类型，例如常规文件、套接字或 FIFO。
2、文件大小。
3、时间戳，比如创建时间、更新时间。
4、文件锁。

实操

1、查看进程可打开最大文件数（即PCB表最大数量）

ulimit -n

# 临时设置进程最大打开文件数
ulimit -n <num>

2、查看某个进程的信息

# 1、获取进程ID
ps aux | grep sshd
# root         784  0.0  0.2  16132  9156 ?        Ss    2022   5:29 sshd: /usr/sbin/sshd -D [listener] 0 of 10-100 startups

# 2、查看进程信息
/proc/N/cmdline # 进程启动命令
/proc/N/cwd # 链接到进程当前工作目录
/proc/N/environ # 进程环境变量列表
/proc/N/exe # 链接到进程的执行命令文件
/proc/N/fd # 包含进程相关的所有的文件描述符
/proc/N/maps # 与进程相关的内存映射信息
/proc/N/mem # 指代进程持有的内存，不可读
/proc/N/root # 链接到进程的根目录
/proc/N/stat # 进程的状态
/proc/N/statm # 进程使用的内存的状态
/proc/N/status # 进程状态信息，比stat/statm更具可读性
/proc/N/limits # 查看该进程的限制

3、查看系统打开的文件描述符数量

cat /proc/sys/fs/file-nr
8992	0	378170
# 已打开的，已释放的（不再使用），最大可打开的（file-max）