[OS] File Descriptor (파일 디스크립터)

Contents

➡️ File Descriptor란?

Unix 계열의 OS에서 파일을 액세스 할 때 사용되는 추상적인 표현이다.

• 일반적으로 0이 아닌 정수값을 갖는다.

Unix 파일 시스템에서는 모든 것을 파일로 관리하는데 (일반파일, 디렉터리, 소켓, 파이프 등) 프로세스가 파일들을 접근할 때 File Descriptor라는 개념을 이용하는 것이다.

✅ File Descriptor 할당 흐름

1. 프로세스가 파일을 Open한다.
2. 커널은 해당 프로세스의 File Descriptor 숫자 중 사용하지 않는 가장 작은 값을 할당해 준다.
3. 프로세스가 File Descriptor를 통해 파일에 System Call을 이용하여 접근한다.

✅ File Descriptor의 고정값

File Descriptor의 값 중 0,1,2는 목적이 고정되어 있다. 각각 표준 입력, 표준 출력, 표준 에러를 뜻한다.

• 즉, 0,1,2를 제외한 FD 값이 할당이 된다.

File Descriptor 정수값	FD 대신 사용하는 이름	목적
0	stdin	표준 입력
1	stdout	표준 출력
2	stderr	표준 에러

✅ File Descriptor Table

File Descriptor가 단순 숫자인 이유는 File Descriptor는 프로세스가 Open 중인 File Descriptor Table의 인덱스 값이기 때문이다.

File Descriptor = File Descriptor Table의 Index 값

출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/File_descriptor

File Descriptor Table의 각 항목은 File Descriptor의 Flag와 File Table의 포인터를 갖고 있다.

File Table의 포인터는 또 I-node Table을 참조하고 있어서 File Descirptor를 통해 파일에 최종적으로는 파일에 접근할 수 있는 것이다.

➡️ File Descriptor 확인하기

백문이 불여일견이다.

1. 확인하려는 프로세스의 PID 확인
2. File Descirptor 확인

> ls -trn /proc/19066/fd
total 0
lr-x------ 1 1003 502 64 Jul 12 20:44 19 -> /usr/local/java/jdk1.8.0_321/jre/lib/ext/localedata.jar
lrwx------ 1 1003 502 64 Jul 12 20:44 18 -> socket:[1284785193]
lrwx------ 1 1003 502 64 Jul 12 20:44 17 -> socket:[1284785192]
lrwx------ 1 1003 502 64 Jul 12 20:44 16 -> socket:[1284785190]
# (중략...)
l-wx------ 1 1003 502 64 Jul 12 20:44 2 -> /var/log/java/catalina.out
l-wx------ 1 1003 502 64 Jul 12 20:44 1 -> /var/log/java/catalina.out
lr-x------ 1 1003 502 64 Jul 12 20:44 0 -> /dev/null

 

명령어의 결과를 보면 0,1,2는 입력, 출력, 에러로 목적이 고정되어 있다.

그 외의 정수값을 가지는 File Descirptor는 특정 파일을 가리키고 있다. 프로세스는 해당 정수값을 통해 파일에 접근할 수 있다.

위에서도 설명했듯이 File Descriptor는 파일 시스템이 프로세스가 파일에 쉽게 접근하기 위해 제공해 주는 숫자 (인덱스 값)에 지나지 않는다.

➡️ File Descriptor 최댓값 수정

기본적으로 프로세스는 사용할 수 있는 File Descirptor의 최대 수가 정해져 있다. 최댓값은 아래의 시스템 명령어로 변경할 수 있다.

✅ OS

1. OS의 전체 Limit 확인

> cat /proc/sys/fs/file-max 20000

2. 수정 (영구 반영)

• 적용을 하기 위해선 프로세스의 재기동이 필요하다.

> vi /etc/sysctl.conf
fs.file-max = 65535

✅ 프로세스

1. 프로세스 Limit 확인

# Soft Limits
> ulimit -Sn
1024

# Hard Limits
> ulimit -Hn
4096

 

2. 현재 실행 중인 프로세스의 File Descriptor 개수 확인

• 프로세스의 Owner가 payment인 총 File Descriptor 수 확인

> lsof -u payment |wc -l
3020

3. Maximum File Descriptor 수정 (즉시 반영)

• 즉시 반영은 되나 프로세스 재기동 시 다시 설정을 해줘야 한다.

> prlimit --nofile=40000 --pid=<PID_입력>

4. Maximum File Descriptor 수정 (영구 반영)

• 프로세스의 재기동이 필요하다.

> vi /etc/security/limits.conf
payment soft nofile 40000
payment hard nofile 40000

 

Reference

• https://code4human.tistory.com/123