[性能分析]linux文件描述符

 

1、什么是文件和文件描述符

 

Linux中文件可以分为4种：普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。
1、普通文件
是用户日常使用最多的文件，包括文本文件、shell脚本、二进制的可执行和各种类型的数据。
ls -lh 来查看某个文件的属性，可以看到有类似 -rw-r--r-- ，值得注意的是第一个符号是 - ，这样的文件在Linux中就是普通文件。这些文件一般是用一些相关的应用程序创建，比如图像工具、文档工具、归档工具... .... 或 cp工具等。这类文件的删除方式是用rm 命令；
2、目录文件
在linux中，目录也是文件，它们是包含文件名和子目录名以及指向那些文件和子目录的指针
当我们在某个目录下执行，看到有类似 drwxr-xr-x ，这样的文件就是目录，目录在Linux是一个比较特殊的文件。注意它的第一个字符是d。创建目录的命令可以用 mkdir 命令，或cp命令，cp可以把一个目录复制为另一个目录。删除用rm 或rmdir命令。
3、链接文件
链接文件类似于Windows中的“快捷方式”。
是通过ln -s 源文件名 新文件名 来创建的。
4、设备文件
包括两种，块设备文件，另一种是字符设备文件。字符设备(无缓冲且只能顺序存取)、块设备(有缓冲且可以随机存取)。
块设备文件是指数据的读写，它们是以块为单位的设备，如硬盘光驱。
字符设备主要是指串行端口的接口设备，如网卡等。

 

内核（kernel）利用文件描述符（file descriptor）来访问文件。文件描述符是非负整数。打开现存文件或新建文件时，内核会返回一个文件描述符。读写文件也需要使用文件描述符来指定待读写的文件。 

      习惯上，标准输入（standard input）的文件描述符是 0，标准输出（standard output）是 1，标准错误（standard error）是 2。尽管这种习惯并非 Unix 内核的特性，但是因为一些 shell 和很多应用程序都使用这种习惯，因此，如果内核不遵循这种习惯的话，很多应用程序将不能使用。 文件描述符的有效范围是 0 到 OPEN_MAX。

      在Windows操作系统上，文件描述符被称作文件句柄。

 

2、文件描述符对性能的影响

         linux服务器内核对文件描述符的个数存在限制，默认在1024左右（视不同的服务器类型，默认设置的值不太一样），这对于不太繁忙的程序，一般是够用的，但是如果是web服务器或者性能测试用的加压服务器，这个限制是不够用的，程序会打开大量的文件，导致文件描述符不够用，进而导致无法访问新的文件。

 

3、如何判断文件描述符设置存在问题

 

通过查看当先系统使用的文件描述符，可以判断文件描述符个数是否受限

使用cat /proc/sys/fs/file-nr

 

[root@localhost bin]# cat /proc/sys/fs/file-nr

5664        0        186405

其中第一个数表示当前系统已分配使用的打开文件描述符数，第二个数为分配后已释放的（目前已不再使用），第三个数等于file-max。

 

如图，大量并发请求时，当前系统已分配使用的打开文件描述符数会发生比较大的变化，默认的1024是不够的。

                       

 

 

4、如何修改linux服务器内核的文件描述符

（1）临时修改，可以通过ulimit命令修改

　　//显示当前文件描述符

　　ulimit -n

　　//修改当前用户环境下的文件描述符为65536

　　ulimit -HSn 65536

　　使用ulimit命令的缺点：

　　1，只能修改当前登录用户环境下的文件描述符，如果此用户来另外打开一个连接，此链接环境的文件描述符依然是没改前的

　　2，如果系统重启，以前修改都不再生效

（2）永久修改，通过修改nf文件

　　编辑/etc/security/nf 文件，在最后加入如下两行

　　*  soft    nofile  65536

　　*  hard    nofile  65536

　　保存退出，都不需要重启服务器，直接重新登陆用ulimit -n就能看到效果

　　这样无论使用哪个用户，无论是否重启都不会失效了。