UNIX系统编程学习笔记

在进入UNIX系统编程的学习之前，我们首先需要理解UNIX的基本概念。UNIX是一种多用户、多任务的操作系统，由贝尔实验室在1960年代末开发。它以其简洁、强大的命令行接口和丰富的工具集而闻名，是许多现代操作系统设计的基础，包括Linux和Apple的macOS。 在"UNIX系统编程"这个主题中，我们将探讨以下几个核心知识点： 1. **文件系统**：UNIX系统的核心是其文件系统，所有资源都被抽象为文件，包括设备、网络接口等。了解文件的创建、读取、写入、删除操作至关重要。`open()`, `read()`, `write()`, `close()`是进行文件操作的基本函数。 2. **进程与线程**：UNIX中的程序运行时称为进程，进程可以包含多个执行线程。`fork()`用于创建新的进程，`exec()`系列函数用于加载并执行新的程序。线程则通过`pthread_create()`等函数创建，它们共享同一地址空间，提高了并发执行效率。 3. **信号（Signals）**：信号是进程间通信的一种方式，用来通知进程发生了特定事件，如`SIGINT`（中断，通常是Ctrl+C）或`SIGTERM`（终止）。`signal()`或`sigaction()`函数用于处理信号。 4. **I/O模型**：UNIX提供了多种I/O模型，包括同步阻塞、同步非阻塞、异步I/O以及选择器（select/poll/epoll）等。这些模型在处理大量并发I/O时有着不同的效率和使用场景。 5. **进程间通信（IPC）**：包括管道（pipe）、FIFO、套接字（socket）以及共享内存、消息队列等，这些都是进程间交换数据的方式。 6. **权限与文件属性**：每个文件都有所有者、组和其他用户的读、写、执行权限。`chmod()`, `chown()`, `chgrp()`函数用于修改这些属性。此外，还有符号链接、硬链接等高级特性。 7. **Shell编程**：Bash是最常见的UNIX shell，它允许用户编写脚本执行一系列命令。了解变量、条件语句、循环结构以及函数是必要的。 8. **库函数与系统调用**：C语言是UNIX编程的主要语言，系统调用（如上述的`open()`、`write()`等）是直接与内核交互的接口，而库函数（如`stdio.h`中的`printf()`）则提供更友好的编程体验。 9. **网络编程**：UNIX支持TCP/IP协议栈，`socket()`函数用于创建网络套接字，`bind()`, `listen()`, `accept()`, `connect()`, `send()`, `recv()`等函数处理网络连接和数据传输。 10. **错误处理**：`errno`全局变量记录了最近一次系统调用的错误代码，`perror()`将错误码转化为人类可读的错误信息。 对于"UNIX初学者"来说，理解这些基本概念并逐步实践是非常重要的。从简单的命令行操作开始，逐步深入到系统编程层面，这将帮助你构建稳固的UNIX基础。记得，实践是掌握知识的关键，所以动手编写程序，解决实际问题，将是提升技能的最佳途径。