當應用程序請求打開或操作文件時，操作系統會為該應用程序提供一個文件列表，并分配一個非負整數作為索引號。這個索引號就像地址或指針，用于在內存中定位文件數據。在類unix系統中，這個索引號被稱為文件描述符，而在windows系統中則被稱為句柄，用于標識各種對象。

文件描述符是類unix系統中用于描述任何資源對象的概念，類似于Java中的class對象。在Java中，文件描述符的概念通過java.io.FileDescriptor類來抽象。對于FileInputStream、FileOutputStream和RandomaccessFile，使用handle來表示底層的文件句柄；而對于ServerSocket和Socket，則使用fd來表示底層的文件句柄。文件描述符的無效值為-1。

文件描述符類的實例用作與基礎機器相關的某種結構的不透明句柄，用于表示打開的文件、套接字或其他字節源或接收者。主要用于創建包含該結構的FileInputStream或FileOutputStream。應用程序不應自行創建文件描述符，因為它們是由操作系統提供的。

文件描述符就像電話號碼，通過它可以定位到具體的文件或資源，但它本身并不是文件或資源。應用程序在需要服務時，將文件描述符傳遞給操作系統，由操作系統處理具體操作。文件描述符是操作系統管理和維護的抽象概念，應用程序通過請求操作系統來進行文件操作。

在Java中，FileDescriptor類內置了三個文件描述符，分別是標準輸入（in）、標準輸出（out）和標準錯誤（err）。它們的具體值分別是0、1和2，這些值是操作系統層面的描述。在Linux中，每個進程啟動時會打開這三個文件。

文件描述符通常不直接使用，而是通過System.in、System.out和System.err來訪問。這些標準輸入輸出是共享的，但在Java的多線程環境中需要特別處理。在系統初始化之前，線程不能使用這些對象。System類在加載時會將它們初始化為null，之后通過initializeSystemClass方法進行初始化。

initializeSystemClass方法使用這三個文件描述符創建FileInputStream和FileOutputStream對象。對于out和err，根據編碼轉換為PrintStream，然后通過本地方法進行設置。因此，應用程序不直接創建文件描述符，而是通過系統調用和本地方法來操作和使用它們。