访问操作系统对象
内容回顾
目前提到的操作系统中的对象有：
- 进程 - 状态机，通过进程管理 API 复制、重置、退出状态机
- 连续的内存，可以在进程间共享，也可以映射文件，通过内存管理 API 来映射、解映射内存
很明显，操作系统还有其他对象！
文件描述符
什么是文件：有“名字”的数据对象，分为字节流形式和字节序列形式。
文件类型对比：字节流 vs 字节序列
字节流文件 (Stream)
连续的数据流，只能顺序访问
A
B
C
D
E
F
G
H
📍
当前读取位置
→
只能向前流动
📖
顺序读取
🚫
无法回退
⏱️
实时数据
典型例子：
字节序列文件 (Sequence)
固定大小的数据块，支持随机访问A
B
C
D
E
F
G
H
↓
位置1
↓
位置5
可以跳转到任意位置
🎯
随机访问
🔄
可以回退
💾
持久存储
典型例子：
文件描述符 是指向操作系统对象的“指针”，UNIX 设计中秉承着 Everything is a file 理念，任何对象的访问都需要指针，通过相关 API 来分配、销毁、修改指针 (open, close, read/write, lseek(指针内赋值), dup(指针间赋值))。
每个进程有自己的一系列文件描述符，os 总是分配最小未使用的描述符，例如描述符 0, 1, 2 是标准输入、输出和错误。新打开的文件从 3 开始分配。文件描述符是进程文件描述符表的索引，是一个无符号整数。关闭文件后，该描述符号可以被重新分配。
一个进程可以打开文件的最大值是有限制的，可以通过 ulimit -n 和 sysctl fs.file-max 来查看进程/系统限制。
文件描述符自带一个 offset，当通过文件描述符进行文件读写操作时，会自动从 offset 处开始，并在结束时使 offset 自动移动到结束位置。UNIX 中，通过 fork() 或 dup() 后，offset 是共享的。
文件描述符：文件描述符是指向操作系统对象的 “指针”——系统调用通过这个指针 (fd) 确定进程希望访问操作系统中的哪个对象。我们有 open, close, read/write, lseek, dup 管理文件描述符。
访问操作系统中的对象
任何“可读写”的东西都可以是文件，例如真实的设备 /dev/sda, /dev/tty，虚拟的设备 dev/urandom, /dev/null。
管道是一个特殊的“文件流”，由读者和写者共享，一个读口负责 read，一个写口负责 write。
UNIX 管道：UNIX 管道 (pipe) 是一种典型的进程间通信机制，允许数据在不同的进程之间单向流动。管道可以被视为一种特殊的文件，其中一个进程将数据写入管道的一端，而另一个进程从另一端读取数据。
总结
Take-away Messages 操作系统必需提供机制供应用程序访问操作系统对象。对于 UNIX 系统，文件描述符是操作系统中表示打开文件 (操作系统对象) 的指针；而 Windows 则更直接地提供了 handle 机制。