Question

在小组讨论中，我对这个问题很感兴趣 -

为什么UNIX标准要求保证仅为进程分配最低可用文件描述符？

只有我能想到的可能答案是可扩展性。由于我们总是选择最少的可用描述符，因此描述符位图的使用部分主要是密集的，因此数组的增长较慢。

我只是想知道是否还有其他原因我不知道。

另外，如果我们知道给定的描述符比另一个描述符更大/更小，我们是否有一些场景可以得出逻辑结论（我们可以在程序中使用的那些结论）。我的理解不允许使用这种技术，因为它不保证描述符的年龄。

Answer 1

有各种各样的原因，但最终的原因是“因为这是它一直以来的方式”。

传统上，进程的文件描述符表是固定大小的，非常小（第7版Unix，IIRC中有20个）。

确定性机制对于shell中的I / O重定向至关重要。例如：

cat file1 file2 > file3

shell需要将标准输出重定向到file3。因此，它可以使用：

close(1);  // Standard output
if (open("file3", O_WRONLY|O_CREAT, 0666) != 1)
   …error creating file…

并且它会知道因为标准输入已经打开（文件描述符0），open()将返回文件描述符1.

现在，您无法从文件描述符值中推断出任何内容。我可以写：

int fd1 = open(filename, flags, mode);
int fd2 = dup2(fd1, 1024);
close(fd1);

并且fd2（应该）包含1024的事实并没有告诉您与文件描述符3相比打开它的顺序（可能下一个open()可能会返回）呼叫）。

Answer 2

如果你关闭标准输入（fd 0）然后打开一个新文件，它将获得fd 0.（同样对于fds 1和2，stdout和stderr，如果较低的fds有尚未关闭。）这种可预测性非常有用，并且在dup2标准化之前用于许多unix程序，以便在子进程中重定向标准输入/输出/错误。

Answer 3

简单：在1970年，64 KB （65536 字节）很多。这就是发明Unix的系统（确切地说PDP-7，默认情况下有9 KB ，并且可以选择将其升级到144 KB ...例如， $ 20'000）。

在这种环境中，每一个位都是有价值的（这解释了一些奇怪的东西，如今使用整数来保存指针，反之亦然）。

因此算法会尝试在一个非常小的表（当时大小固定）中分配第一个空闲文件描述符。这也会使算法终止得更快，这也很好，因为大多数计算机每秒只能执行几十万到几千个命令。