apue学习第四天——第一章的其它内容

前几天周末，加上老板催着改专利，耽误了一些时间，继续开始。

首先，实例“图1-4”，copy standard input to standard output（ps：越来越发现看中文版的别扭了）。

<span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFFSIZE)</span>

char buf[BUFFSIZE]就不用说了，但是这个BUFFSIZE的取值会影响程序的效率，这个以后会看到。主要看这个STDIN_FILENO是个什么东西。无疑，它是一个file descriptor（文件描述符）。按惯例，每当运行一个新程序时，shell为其打开3个文件描述符：standard input，standard output和standard error。不做特殊处理的话，三个文件描述符都指向终端，如$ls。也可以使其中任意一个重定向到某个文件，比如

<span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">ls > file.list</span>

它的意思是，将ls的输出重定向到file.list输出。

至于STDIN_FILENO file descriptor，像大多数文件描述符一样，是一个小的非负整数，是内核用来标记某进程正在访问的文件用的，而它呢，就是标准输入（一般是键盘，当然你也可以把它重定向到文件啦）的文件描述符。它的定义是一个int，是一个打开文件的句柄。这里又不得不说一下句柄，它与普通指针的区别是：句柄是一个系统标识，系统通过它可以重定向（或者说映射）到相应的内存地址上，可以说，它的封装性好，系统可以增强对引用对象的控制，不像指针一样可以随便乱指。

那么STDIN_FILENO对应的函数，也就是几个系统调用函数，比如说read、write、lseek、close等，书上说它们提供了不带缓冲的I/O，这个缓不缓冲还是放到后面看吧。

既然提到了file descriptor对应的系统调用函数，那么就来看看它和stdin有什么区别吧！

stdin的类型是FILE*，对应的函数主要是标准库<stdio.h>中实现的fread、fclose、fwrite等等，不是系统调用，只是高级的输入输出函数，File* stream；

STDIN_FILENO，类型是int，上面说过对应的是<unistd.h>中的系统调用，不带缓冲；

标准库里的fread的内部实现自然封装了系统调用read。说道这里，自然都明白了。

关于1-4的程序就说到这里吧，下面进入1-5。

1-5是和1-4大同小异，只是不是用系统调用实现copy，而是利用了标准I/O函数，这样就不用担心如何选取最佳的缓冲区大小，如1-4中BUFFSIZE的值了。

这里主要看一下这句代码：

<span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">c = getc(stdin);</span>

在C标准库中有一大批类似的函数：fgetc、getc、getchar；fgets、gets。下面就来说说区别：

（推荐区分C语言中……  http://www.cnblogs.com/younes/archive/2010/01/05/1639482.html）

getc、getchar都是借助fgetc的宏定义实现的，比如说#define getchar() fgetc(stdin)，但fgets和gets没有这个关系，慎用gets（具体见上述网址）。所以我们只来看一看fgetc和fgets的区别：

<span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">int fgetc ( FILE * stream );  //返回EOF则说明结束char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );//从stream中读取最多num个到str中，如果遇到换行///符或者字符数达到num-1则停止；一般来说，fgets都以换行符终止，后面紧接着一个NULL</span>

关于具体三个get char 和两个get string之间的区别，参考上述网页。

1-4和1-5是分别在系统调用和标准库函数下的输入输出，下面看接下来的内容。

下面的内容包括程序和进程、出错处理、用户标识、信号、时间等，又到十点多，马上该回宿舍了，先零散的记录一下，明天补充。

程序1-6中：

<span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">(long)getpid();</span>

这是调用当前进程，getpid返回pid_t数据类型，虽然通常一个整型就可以表示进程ID，但强制转换成long是它可能用到的最大长度，可以提高移植性。

程序1-7是从标准输入读取命令并执行的程序，菜鸟认为需要掌握的内容比较多，包含了fork、exec（代码中用到的execlp属于它的七种变体之一，详见http://www.cnblogs.com/mickole/p/3187409.html）、waitpid。

fork函数创建一个新进程，是调用函数的一个副本，称为子进程。fork()对父进程返回子进程ID，对子进程返回0，所以它是被调用一次，返回两次。

UNIX中，fork和紧跟其后的exec就是其他一些操作系统中的spawn一个新进程，只是UNIX中将这两部分分为两个独立的函数。

关于1.7节出错处理，课后题有一个问题：the argument to perror is defined with the ISO C attribute const, whereas the integer argument to strerror isn’t defined with this attribute. Why?（主要是两个函数perror和strerror的区别，这里给出解答 http://www.beej.us/guide/bgnet/output/html/multipage/perrorman.html）

它们的定义为：

<span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">#include <stdio.h>#include <string.h>   // for strerror()void perror(const char *s);char *strerror(int errnum);</span>

下面为示例：

<span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">int s;s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (s == -1) { // some error has occurred    // prints "socket error: " + the error message:    perror("socket error");}// similarly:if (listen(s, 10) == -1) {    // this prints "an error: " + the error message from errno:    printf("an error: %s\n", strerror(errno));}</span>

从这个示例很容易看出，perror前面可以加自己的描述（尚未搞清），strerror返回了针对errnum的详细信息，总之两者very similar。

另外，错误有致命性的和非致命性的，致命性错误顶多输出一个提示或写入日志，不可恢复，而非致命性错误有多种措施，比如对于资源相关的非致命性错误的典型恢复操作是“延迟一段时间，然后重试”，例如，一个网络连接不起作用，那么应用程序可采用这种方法，短时间延迟后再重新尝试链接（一些应用使用指数补偿算法，在每次迭代中等待更长时间）。

1.8节 用户标识

root和superuser的用户ID为0，这个在上次把/etc权限弄乱的时候见识过。

getuid()和getgid()这两个函数可以查看当前user ID和group ID。

1.9节 signal （信号）

signals are a technology used to notify a process that some condition has occurred.比如除零操作的信号SIGFPE（floating-point exception）。

进程有以下三种处理信号的方式：

1. 忽略（不推荐）2. 按系统默认方式处理（除零的默认处理方式是终止进程） 3. 捕捉信号（提供自编的函数，我们就能知道什么时候产生了信号，并按期望的方式去处理）。

程序1-10中

<span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">static void sig_int(int);    /*our signal-catching function*/......if(signal(SIGINT, sig_int) == SIG_ERR)    err_sys("signal error");</span>

天呐，这是什么啊？好吧，来看看吧，其实很简单。SIGINT也就是中断信号。终端键盘上两种产生信号的方法：1）interrupt key（ctrl+c, delete）2）quit key（ctrl+\）。要了解上面的语句，那么显然要先看函数signal的定义啊：（查signal的时候，又是这个感想，千万慎用中文资料）

就看这个吧，http://www.tutorialspoint.com/c_standard_library/c_function_signal.htm

<span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int)</span>

这个是signal的定义，很清晰啊，int sig是那些SIGINT、SIGTERM等等macro的值，func当然是自己定义的用来捕捉前面信号并进行处理的函数啦。看下面示例：

<span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <signal.h>void sighandler(int);int main(){   signal(SIGINT, sighandler);   while(1)    {      printf("Going to sleep for a second...\n");      sleep(1);   }   return(0);}void sighandler(int signum){   printf("Caught signal %d, coming out...\n", signum);   exit(1);}</span>

while(1)里面的东西不断循环打印，直到接到一个SIGINT的信号（就假设我们按下ctrl+c啦），sighandler捕捉住并执行。就那么简单啊，apue书上还没说清楚。

好了，这就是信号这一节，下面关于1.10 Time values，第一章介绍的很少，记住UTC（Coordinated Universal Time协调世界时间），自1970.1.1 00:00:00以来的秒数，其它的用到再查。

接下来是1.11节 system calls and library functions系统调用和库函数。

这里边注意到了sbrk系统调用和malloc库函数，当然malloc的实现中用的是sbrk(2)，如果不喜欢默认malloc的实现，可以写自己的malloc函数。

所以system call只提供了最小的接口，而library function提供复杂的功能。

还有一句话不理解：“Library functions aren't entry points into the kernel, although they may involve one or more of the kernel's system calls.”，比如printf是library function，内部实现调用了write system call，但有的函数比如说strcpy，atoi不使用任何系统调用。

下面是长长的分割线

————————————————————————————————————————————————————————————————————

好了，第一章看完了，大概了解了一些知识，当然远远不够。路漫漫其修远兮~~~