老三样，学习一个新概念之前，先提出三个问题：
- 它是啥
- 它干哈用的
- 咋用啊这玩意
文件描述符的概念
文件描述符在形式上是一个非负整数。实际上，它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开的文件的记录表。当程序打开一个文件时，内核向进程返回一个文件描述符。
哈哈哈哈，懵不懵？这玩意你们能看懂吗？这是维基百科里的标准解释。
再了解文件描述符的概念之前，咱们先了解下应用程序访问系统文件的流程。
文件是存储在磁盘里的，磁盘是PC硬件，应用程序想要访问硬件系统是不能直接访问的，必须发起系统调用，由系统内核来发起调用读写文件。
现代操作系统，将内存划分为两个部分，一个是用户空间，另一个是内核空间。应用程序在用户空间内运行，系统内核在内核空间中运行。用户空间的应用程序没有权限直接访问硬件资源，但是系统内核可以，比如读写文件、读写网卡。用户程序想要访问硬件资源，必须发起系统调用（system call）。内核收到系统调用后，执行并将结果返回给应用程序。
一个用户程序读取硬盘文件的流程如下：
上面简单介绍了用户空间和内核空间，这对于理解fd有很大帮助。 fd的存在，就是因为用户程序无法直接访问硬件，因此当应用程序发起系统调用打开一个文件后，必须有一个东西标识着这个文件，这个标识就是fd。
三张表
file descriptors: 由用户程序维护的记录表，记录的是该用户程序打开的所有的文件的fd。每个进程会预留三个默认的fd：stdin（0）、 stdout（1）、stderr（2）。
file table：该表是全局唯一的，由系统内核维护，记录了所有进程打开的文件的状态、偏移量、访问模式（可读写）、文件类型、该文件对应的inode对象引用等
Inode table: 全局唯一的表，是硬盘存储的文件的元数据的集合
如果不清楚Inode Table是啥，可以看下之前的这篇文章：彻底搞懂硬链接和软链接
三张表的映射关系如上图。
结合这三张表，应用程序读一个硬盘文件的流程如下：
*当用户程序需要读写一个硬盘文件时， 首先调用Open()方法打开文件，此时会发起系统调用；
*内核收到调用请求会根据文件名找到对应文件的inode编码，然后根据inode编码去inode table找到对应编码的inode元数据；
*然后内核会根据元数据信息创建一个包含文件信息的entry插入到file table中，并向应用程序返回file descriptor；
*应用程序将fd插入到file descriptors表中，到此时应用程序拿到了该文件的fd；
*当应用程序read()时，发起系统调用，将fd传给内核；
*内核根据fd以及这三张表的映射关系，找到对应的inode元数据；
*内核根据元数据信息向磁盘发起读取请求，将数据写入内核缓冲区（内核空间）；
*内核将内核缓冲区的数据复制到用户进程的用户缓冲区（用户空间）；
回答最开始提出的三个问题：
fd是啥？
fd是系统维护的file table表的某一项entry的指针，应用程序通过它能读写硬盘里文件。
fd有啥用？
应用程序用它来跟内核打交道，让内核以fd定位应用程序所需访问的文件并帮忙读写数据
fd 咋用？
程序员绝大多数情况下不会直接使用它，系统底层已经帮我们封装好了接口，我们只需要调用类似Open()、Read()、Write()等接口方法就可以了。
