在unix系统中，一切皆文件。系统把目录、字符设备、块设备、套接字都当做文件来对待。对于文件的操作，使用I/O函数，这里所说的I/O函数是指系统调用。大多数文件的I/O要用到这5个函数：open、read、write、lseek、close。这5个函数均是不带缓冲的I/O。
打开文件在内核中的表示
对于打开的文件，都是通过文件描述符来描述。一个没打开的文件调用open打开后，就会返回一个文件描述符。文件描述符是一个非负整数，标准输入、标准输出、标准出错对应的文件描述符分别为0、1、2，它们常常用符号常量STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO、STDERR_FILENO描述。
在内核中，使用三种数据结构来描述一个打开的文件。
1、每个进程在进程表中都有一个记录项，记录项中有一个打开的文件描述符表，可以将其视为一个矢量，每个描述符占一项。记录着文件描述符标志和指向一个文件表项的指针。
2、内核为所有打开的文件维持一张文件表，表中包含文件状态（读、写、添写、同步和非阻塞等）、当前文件偏移量、指向该文件v节点表项的指针。
3、每个打开的文件都有一个v节点（v-node）结构。v节点包含了文件的类型和对此文件各种操作的函数指针。
每个进程都有自己的文件表项，这是如果两个进程打开同一个文件的话（一个在文件描述符3上面打开，另一个在文件描述符4上面打开），会有如下现象：
当两个进程同时对这个文件操作时，假设先定位lseek，在写入write，由于这是两个操作，所以可能会产生意想不到的结果。比如执行顺序如下：
进程1：lseek
进程2：lseek
进程3：write 此时进程1的lseek可能就失效了，但进程1不知道
进程1：write 写入的位置可能和预想的不一样了
这时就需要进程间的同步了。
下面看两道重定向的题目：
./a.out >outfile 2>&1
上面表示标准输出与标准出错一起重定向到outfile。因为./a.out把标准输出重定向到outfile，之后2>&1标准出错重定向到标准输出（这时标准输出已经重定向到outfile）
./a.out 2>&1 >outfile
上面表示标准输出重定向到outfile，而标准出错仍在终端。因为2>&1表示把标准出错重定向到终端，1>outfile表示把标准输入重定向到outfile。标准出错在标准输出重定向之前已经重定向了。
文件I/O之-打开文件在内核中的表示,布布扣,bubuko.com
原文：http://blog.csdn.net/kangroger/article/details/38689369
