【知识点详解】
Linux系统应用编程涉及众多核心概念，其中最重要的三个基本抽象是进程、虚拟存储器和文件。这些抽象概念是操作系统实现处理器、主存和I/O设备管理的基础。
1. **进程**：
- **进程状态**：在Linux内核中，进程有五种状态：运行状态（TASK_RUNNING）、可中断睡眠状态（TASK_INTERRUPTIBLE）、不可中断睡眠状态（TASK_UNINTERRUPTIBLE）、暂停状态（TASK_STOPPED）和僵死状态（TASK_ZOMBIE）。
- **进程创建与Fork**：`fork()`系统调用用于创建新进程。在`fork()`调用后，父子进程会交替执行，且返回值不同，大于零表示父进程，等于零表示子进程，负值表示错误。
- **Vfork**：与`fork()`类似，但子进程与父进程共享数据段，并且子进程先运行，父进程后运行，常与`exec`系列函数一起使用。
- **孤儿进程与僵尸进程**：孤儿进程是指其父进程已终止的进程，而僵尸进程是已终止但其父进程尚未收集其退出状态的进程。避免僵尸进程的方法是父进程及时调用`wait()`或`waitpid()`收集子进程的退出状态。
2. **虚拟存储器**：
- 虚拟存储器是主存和磁盘I/O设备的抽象，它使得程序可以访问超出实际物理内存容量的地址空间。
- `exec`系列函数（如`execl`, `execlp`, `execle`, `execv`, `execvp`等）用于替换当前进程的映像，加载新的程序执行。`execve`是底层系统调用，负责替换进程的代码段、数据段、堆栈段和进程控制块（PCB）。
3. **文件**：
- 文件是I/O设备的抽象，提供了一种与硬件无关的访问接口。
4. **进程终止**：
- 进程有五种终止方式：正常退出（main函数返回或调用`exit`/`_exit`），异常退出（如调用`abort`引发`SIGABRT`信号），以及由信号导致的终止（如`SIGINT`，通常由Ctrl+C触发）。
5. **环境变量与`atexit`**：
- 环境变量是全局的键值对，通过`environ`全局指针访问。
- `atexit()`函数用于在进程正常退出前注册要执行的清理函数，如`bye1`和`bye2`。
6. **进程控制**：
- `getpid()`函数获取当前进程ID，`_exit()`是系统调用来立即终止进程，不同于`exit()`，后者会执行清理操作。
Linux系统应用编程涵盖了进程管理、内存管理和文件操作等多个方面。理解和熟练掌握这些基础知识对于编写高效、可靠的Linux应用程序至关重要。在实际编程中，合理利用这些机制可以优化程序性能，确保程序的稳定性和可靠性。
评论0