文件描述符与上限诊断

目标

确认文件描述符限制存在几个层级，并亲手制作追踪 fd 泄漏的工具。

为什么重要

看到 Too many open files 时，几乎所有人都会执行 ulimit -n 65536。但这个值只是当前 shell 的值，对已经运行的服务毫无影响。真正需要查看的是 /proc/<PID>/limits，实际使用量则是 ls /proc/<PID>/fd | wc -l（lsof -p 还会统计 cwd、可执行文件和 mmap 库，而这些不计入限制）。提高限制很少是真正的答案——多数情况是泄漏，提高限制只是把故障推迟几个小时。泄漏还是正常负载，要根据 fd 数量的增长模式来区分。

步骤

在 /root/fd 目录中工作。

从 /proc/1/limits 读取打开文件限制，并按以下两行写入 /root/fd/limits.txt。
- soft=<값>
- hard=<값>
在后台启动一个同时打开 /etc/hostname 至少 50 次的进程，并把 PID 写入 /root/fd/holder_pid.txt。该进程必须在后续步骤中始终存活。
在该进程的 fd 中，统计指向 /etc/hostname 的数量，以及它们所指向的不同目标数量，按以下两行写入 /root/fd/distinct.txt。
- count=<개수>
- distinct=<개수>
在降低限制的环境中持续打开文件，重现 Too many open files 错误，并把消息保存到 /root/fd/emfile.txt。
只把整个系统的 fd 上限数字写入 /root/fd/file_max.txt。
在后台启动 python3 -m http.server 8099 --bind 127.0.0.1，并把 PID 写入 /root/fd/http_pid.txt。
创建 /root/fd/fdtop.sh <N>。把打开 fd 数量最多的 N 个进程按 <fd개수> <PID> 格式降序输出。必须正好输出 N 行。
将 /etc/hostname 的 inode 编号写入 /root/fd/inode.txt。

提示

使用 python3 -c "fs=[open('/etc/hostname') for _ in range(60)]; import time; time.sleep(9999)" & 可以持续占用 fd。如果不保存在列表中，文件会立即关闭。
可以像 bash -c 'ulimit -n 32; python3 -c "..."' 2> /root/fd/emfile.txt 这样在子 shell 中降低限制。
/proc/sys/fs/file-nr 包含 할당된 수 / 미사용 할당분 / 최대값 三个数字。
常见错误 1：第 7 步会因 /proc/self 或已经结束的进程而报错。请跳过失败的项目。
常见错误 2：第 4 步如果试图从标准输出获取错误，文件中会什么也没有。错误会写入标准错误。

读取真实限制

从 /proc/1/limits 读取打开文件限制，并按以下两行写入 /root/fd/limits.txt。

soft=<값>
hard=<값>

不要查看当前 shell 的 ulimit，而要查看该进程的 /proc//limits。‘Max open files’行会并排显示 soft 与 hard。

占用 50 个 fd

在后台启动一个同时打开 /etc/hostname 至少 50 次的进程，并把 PID 写入 /root/fd/holder_pid.txt。该进程必须在后续步骤中始终存活。

可以用 python3 多次打开同一个文件，保存到列表中，然后 sleep。如果不保存在变量中，文件会立即关闭。

统计 fd 数量与目标数量

在该进程的 fd 中，统计指向 /etc/hostname 的数量，以及它们所指向的不同目标数量，按以下两行写入 /root/fd/distinct.txt。

count=<개수>
distinct=<개수>

对 /proc//fd 中的每一项执行 readlink，确认其目标。观察多次打开同一文件时会发生什么。

重现 EMFILE

在降低限制的环境中持续打开文件，重现 Too many open files 错误，并把消息保存到 /root/fd/emfile.txt。

在子 shell 中降低 ulimit -n，然后不断打开文件。把错误消息保存到文件。

读取系统整体上限

只把整个系统的 fd 上限数字写入 /root/fd/file_max.txt。

/proc/sys/fs/file-nr 包含三个数字，最后一个是最大值。

套接字也是 fd

在后台启动 python3 -m http.server 8099 --bind 127.0.0.1，并把 PID 写入 /root/fd/http_pid.txt。

在 127.0.0.1 上启动 python3 -m http.server，再对该进程的 fd 执行 readlink。

列出 fd 数量最多的进程

创建 /root/fd/fdtop.sh <N>。把打开 fd 数量最多的 N 个进程按 <fd개수> <PID> 格式降序输出。必须正好输出 N 行。

统计 /proc/*/fd 中的项目数并排序。跳过发生权限错误的项目。

从 fd 追踪到 inode

将 /etc/hostname 的 inode 编号写入 /root/fd/inode.txt。

用 stat -L 跟随符号链接，就能得知该 fd 指向文件的 inode。