在Linux編程時，無論是在操作文件還是網絡操作時都能夠通過文件描述符來read或者write。之前在沒有接觸C++的時候，不懂面向對象的那套東西。自從學習了C++以及面向對象的一些知識以后突然對Linux這套文件描述符有了稍微深刻的認識。
怎么說呢，Linux這一套文件機制就相當于面向對象里面的多態，拿到一個文件描述符都可以進行read或者write。但是具體的read和write卻跟對應文件描述符的具體實現不同。比如socket的就是走網絡，普通文件的就是走磁盤IO。
下面一張UML類圖大概表現出了Linux文件描述符的大概意思：
當然，為了將不同的類型的I/O與對應的文件描述符綁定，則是需要不同的初始化函數的。在C++中有構造函數跟編譯器幫助搞定，在C函數里只能自己動手豐衣足食了。 普通文件就通過open函數，指定對應的文件路徑，操作系統通過路徑能夠找到對應的文件系統類型，如ext4啊，fat啊等等。 如果是網絡呢，就通過socket函數來初始化，socket函數就通過(domain, type, protocol)來找到對應的網絡協議棧，比如TCP/IP，UNIX等等。
整個Linux 文件系統的結構差不多就這個意思，socket跟他綁定也是為了統一接口。 所以網絡相關的調用，如connect, bind等等，第一步基本上就是通過文件描述符找到對應的內核socket結構，然后在進行對應的操作。

SYSCALL_DEFINE2(listen,?int,?fd,?int,?backlog)

{

????struct socket?*sock;

????int?err,?fput_needed;

????int?somaxconn;

? ? /* 通過文件描述符獲得 kernel socket結構， 并且增加此結構的引用計數 */

? ? sock?=?sockfd_lookup_light(fd,?&err,?&fput_needed);

????if?(sock)?{

? ? ? ? /* 進行檢測，看看是否滿足系統設計的需求，功能上不重要 */

????????somaxconn?=?sock_net(sock->sk)->core.sysctl_somaxconn;

????????if?((unsigned)backlog?>?somaxconn)

????????????backlog?=?somaxconn;

? ? ? ? /* 檢測此調用是否安全 */

????????err?=?security_socket_listen(sock,?backlog);

? ? ? ? /* 執行具體的listen操作，TCP啊，或者是其他網絡協議等等，這個ops是在socket時候綁定的 */

????????if?(!err)

????????????err?=?sock->ops->listen(sock,?backlog);

? ? ? ? /* 減少kernel socket的引用計數 */

????????fput_light(sock->file,?fput_needed);

????}

????return?err;

}

上面就是一個典型的調用listen的內核操作。
在socket層內核完成的就是一個interface功能，或許也可以叫做橋接模式(bridge pattern)。
這就是我對socket及Linux文件描述符的理解。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的socket与文件描述符的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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