《APUE》笔记

来源：互联网发布：淘宝做ppt20页一般多钱编辑：程序博客网时间：2024/04/29 16:24

1. UNIX基础知识

口令文件/etc/passwd，格式 root:x:0:0:root:/root:/bin/bash，分别表示登录名、加密口令（看到的都是x）,用户ID、组ID、注释、起始目录、shell程序。
常用的Shell程序有Bourne shell(/bin/sh)和Bourne-again shell(/bin/bash)。OS X中的sh是bash的副本。
在最高层次的根目录中，. 与..都指向当前目录。
ls(1) 这种表示方法表示这个指令在手册的第一部分。
cc是C编译器，在配置gcc的系统中，通常链接至gcc.
main的argc为命令接受参数的个数，argv[]则存储这些参数(argv[0]为程序名称，后面才是参数)。
dirent.h代表的是 Directory Entry.
文件描述符（file descriptor）通常是一个小的非负整数，如标准输入(0)、标准输出(1)、标准错误(2)。在重定向时，都指向shell。
重定向：ls < infile.txt >outfile.txt 2>&1 。表示重定向输出和输入，并将标准错误指向标准输出。
管道是将前者的标准输出转到后者的标准输入。
大多数系统函数出错时返回-1。
标准IO函数为不带缓冲的IO函数提供一个带缓冲的接口。如printf, fgets属于标准IO函数。
程序的执行实例被称为进程（process）。
大多数进程ID可以用整型表示，用长整型可以提高可移植性。
3个进程控制的主要函数：fork、exec（存在变体）和 waitpid。
fork调用一次，返回两次，对父进程返回新的进程ID，对子进程返回0.
Ctrl+D或^D是默认的文件结束符。
一个进程内的所有线程共享同一地址空间、文件描述符、栈（共享空间，线程有自己的栈地址）以及与进程相关的属性。
线程ID只在同一进程内起作用。
函数出错时，通常会设置errno值，errno可以一个包含出错编号的整数，也可以是返回出错编号指针的函数。
如果没有出错，不会清除errno的值，并且errno一定不为0.
string.h中的char *strerror(int errnum);返回当前出错信息。
stdio.h中的void perror(const char *msg);按”msg: 出错信息”的格式输出到标准输出，msg通常传入argv[0]既程序名称。
errono.h中定义的错误分成致命性错误和非致命性错误。
user ID标识不同的用户，ID为0的用户为root或superuser。
group ID主要用为不同组提供不同的权限。
supplementary group ID （附属组），在/etc/group中的第四个字段指定，可以指定多个附属组。增加分组的灵活性，拥有和和附属组中原成员一样的权限。
中断键Ctrl+C，退出键Ctrl+\ ,会发送对应的信号到线程，可以通过signal注册自定义处理这些信号的函数。
UNIX使用两种时间值，日历时间（time_t）是自协调时所经过的秒数累计值。
进程时间（clock_t）或者称为CPU时间，以时钟嘀嗒计算。
进程的运行总时间（wall clock time），与周时运行的进程数有关。本书说到这个时间时，默认没有其他活动。
用户CPU时间是总时间除去系统服务（read或write等）的时间。
获取进程的各个时间：”time -p 指令“。
C库函数并不等于系统调用，系统调用提供一种最小接口，库函数提供比较复杂的功能。
可使用sbrk（一个系统调用）分配一块空间给进程，然后定义分配算法（在用户层次管理这些空间，不使用malloc）。

2. UNIX标准及实现

ANSI是美国国家标准学会，是ISO国际标准化组织的代表美国的成员。
ISO C是为了提供C程序的可移植性，规定了其语法和标准库。
restrict关键字和const修饰常指针一样使用，表示指向的对象在函数中只通过该指针进行访问。
POSIX（可移植操作系统接口）是一个标准，其中分为1003.1和1003.2和SUS，1003.1通常成为POSIX.1, POSIX.1 也吸收了1003.2和SUS的东西。本书相关的是POSIX.1标准。
ISO C将编译时限制列在

3. 文件I/O

本章说明文件在读写相关的操作。

4. 文件和目录

本章说明文件和目录相关的操作，如文件类型、目录权限、符号链接、创建时间等相关。

5. 标准I/O库

详细介绍printf等一系列函数。

6. 系统数据文件和信息

数据文件是指/et/passwd这样的文件。
本章说明操作这些文件的各种函数。

7. 进程环境

内核用exec执行程序时，先用一个特殊的启动例程获得命令行参数和环境量，再调用main函数。
main返回时，启动例程会调用exit。
exit会执行一些标准IO的清理关闭操作和调用atexit注册的函数（调用顺序与注册顺序相反），_exit立即退出并进入内核。
argv[argc]是一个NULL指针。
环境变量表保存在environ中，使用getenv,putenv访问。
calloc会对新分配的空间初始为0，而malloc不会。
malloc会分配比申请的空间稍大一点的空间，用于存放管理信息。
goto 不跨函数，可使用setjmp和longjmp实现。
使用getrlimit 和 setrlimit 查询和更改进程的资源限制，如栈大小，可以打开的最大文件数等。

8. 进程控制

fork后获得父进程的副本，包括进程的数据空间、堆和栈、打开的文件描述符等。
fork后子进程和父进程的执行顺序不确定。
fork用来复制自己和执行一个不同的程序（fork后执行exec）。
exec后放弃当前的进程地址空间而使用了新的地址空间来加载exec需要的可执行文件。
wait 等待一个子进程终止，如果子进程还在运行，则阻塞，waitpid可以设置不阻塞并可制定pid。
竞争条件：当多个进程都企图对共享数据进行某种处理，而最后结果又取决于进程运行的顺序。
解释器文件是指首行有#! /bin/sh 这样的文件。
使用system来执行命令和程序，相比于fork+exec，它进行了各种出错处理和信号处理。
设置进程的nice值可以改变进程的优先级。

9. 进程关系

主要讲会话的概念，会话是一个或多个进程组的集合。
一个其父进程已经终止的进程称为孤儿进程（orphan process），这种进程由init进程收养。
进程组也可能成为孤儿。

10. 信号

信号是一种软件中断，提供处理异步事件的方法。信号名以SIG开头。
系统调用分成低速系统调用和其它，低速调用可使进程永远阻塞，这些调用可以被信号打断，并可以提供自动重启。
在信号处理程序中保证调用安全的函数，被称为异步安全（async-signal safe）的。其保证可重入，并阻塞会引起不一致信号的发送。
非异步信号安全函数特点：使用静态数据结构、调用malloc或free、是标准IO函数。

11. 线程

POSIX线程的功能测试宏_POSIX_THREADS。
线程ID是 pthread_t 类型，只在进程上下文中有意义。
pthread_mutex_timedlock超时后返回错误码。
读写锁与普通互斥锁的不同之处在于，加锁状态分为读模式和写模式。读模式加锁时，其它线程可以继续加锁。
条件变量是另一种同步机制，相似于“事件”的概念，阻塞等待某事件的发生。
自旋锁因为会一直忙等状态，适用于锁持有时间短，不希望在调度上花太多成本。
因为互斥锁有一些优化，自旋锁只有在特殊情况会用到。
“屏障”也是一种同步机制，init时指一个计数，多个线程里wait，只有在执行wait的次数到达init指定的次数时，才会继续执行。可用于分工合作然后将各自的成果进行合并这样的场景。

12. 线程控制

同样可以使用sysconf获得线程的限制
在创建线程时，传入pthread_attr_t 来设置线程的属性。几个同步机制也有相关属性设置。
如果一个函数在相同的时间点可以被多个线程安全地调用，则是线程安全的。
线程安全不一定是异步信号安全，因为异步信号安全除了保证可重入外，还阻塞会引起不一致信号的发送。

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