Python中的文件描述符是什么？

Python中的文件描述符与操作系统中的文件描述符是相同的概念，本质上是一种索引或指针。它代表着打开文件或套接字等I/O资源的抽象句柄。在Unix和Unix-like系统中，进程打开的所有文件都会由一张表来维护，这个表就是文件描述符表。在程序通过open或socket等函数打开文件或套接字时，系统返回给进程一个文件描述符，进程可以通过这个数字指向该文件或套接字，进行读写或其他操作。

在Python中，使用内置的open函数打开文件后，也会返回一个文件描述符，而且Python使用了与操作系统底层不同的实现方式来封装了操作文件的接口，以便开发者更方便地使用和处理文件。在Python中，可以通过调用built-in函数id()查看一个文件对象的内存地址，以及调用built-in函数fileno()查看该文件对象对应的文件描述符。

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文件描述符的作用

文件描述符作为文件或I/O资源的句柄，可以用来执行如下操作：

进行读取或写入操作：使用Python内置的read()和write()函数，可以通过文件描述符读取或写入文件中的数据。示例代码如下：

f = open('example.txt', 'r')
fd = f.fileno()

# 读取文件内容到缓冲区
buf = os.read(fd, 1024)
print(buf)

# 在文件末尾附加一行内容
os.write(fd, "This is a new line.\n".encode('utf-8'))

控制文件或I/O资源的行为：使用Python内置的fcntl模块中的fcntl()函数，可以控制文件描述符对应的文件或I/O资源的行为，比如设置非阻塞读写或设置IO操作的超时等。示例代码如下：

import fcntl
import time

f = open('example.txt', 'a')
fd = f.fileno()

# 设置非阻塞读写
fcntl.fcntl(fd, fcntl.F_SETFL, os.O_NONBLOCK)

# 尝试读取文件，当文件读完了会抛出异常，程序不会阻塞
try:
    while True:
        buf = os.read(fd, 1024)
        print(buf)
        time.sleep(0.1)
except Exception as err:
    print('Error: ', err)

# 设置文件读取的超时时间为3秒
fcntl.fcntl(fd, fcntl.F_SETFL, os.O_ASYNC)
fcntl.fcntl(fd, fcntl.F_SETOWN, os.getpid())
attr, value = fcntl.fcntl(fd, fcntl.F_GETFL), fcntl.fcntl(fd, fcntl.F_GETFL) | os.O_NDELAY
fcntl.fcntl(fd, fcntl.F_SETFL, value)

select.select([fd], [], [], 3)

# 恢复阻塞读写
fcntl.fcntl(fd, fcntl.F_SETFL, 0)