Unix Linux系统编程-深入理解并实践Linux系统编程的艺术
在Unix和Linux系统编程的世界中，程序员需要处理各种各样的任务，从简单的文件操作到复杂的网络通信。无论是创建一个小型工具还是开发一个大型应用程序，理解Unix/Linux系统编程的核心概念都是至关重要的。
文件描述符
在Unix/Linux系统中，一切皆为文件。打开一个文件、网络套接字或者标准输入/输出，都会返回一个文件描述符（file descriptor）。这个数字可以用来表示这些资源，并且可以通过read()和write()等函数进行数据交换。
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main() {
// 打开一个普通文件
int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
if (fd == -1) {
perror("open");
return 1;
}
// 使用读取函数
char buffer[1024];
ssize_t bytes_read = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
close(fd); // 关闭文件描述符
return 0;
}
信号与信号处理
信号机制允许进程响应异步事件，比如用户按下Ctrl+C或内存溢出错误。在捕获信号时，可以执行特定的代码块，这对于实现定时器、协调子进程以及处理紧急情况都非常有用。
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
void sig_handler(int signum) {
printf("Caught signal %d\n", signum);
}
int main() {
signal(SIGINT, sig_handler); /* 捕获SIGINT信号 */
while(1) { /* 无限循环 */
sleep(5);
kill(getpid(), SIGINT); /* 触发自身发送给自己SIGINT信号 */
}
return 0;
}
进程管理
在Unix/Linux环境下，每个运行中的程序都被视为独立的进程。这意味着我们可以创建新的进程实例，以并行化工作负载，或实现后台服务。使用fork()和exec系列函数，我们能够轻松地启动新进程并执行外部命令或二进制可执行文件。
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#define MAXLINE 80
int main()
{
pid_t pid;
if ((pid = fork()) < 0) {
errexit("fork failed");
}
if (pid == 0) {
execl("/bin/ls", "ls", "-l", (char *)NULL);
} else {
wait(NULL);
}
exit();
}
网络编程
最后，不得不提到网络编程，这是现代应用程序开发的一个关键部分。在这里，我们使用socket API来建立连接、传输数据以及监听端口。从简单HTTP服务器到复杂Web应用，网络编程提供了构建高性能分布式系统所需的一切工具。
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#define PORTNUM 8080
#define LISTENQ "listenq"
main()
{
struct sockaddr_in serv_addr, cli_addr;
socklen_t clilen;
int server_fd, new_socket;
server_fd=socket(AF_INET , SOCK_STREAM , IPPROTO_TCP );
if(server_fd<0){
printf("\n Error creating socket ");
exit(1);
}
memset((char *)&serv_addr, '\0', sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family=AF_INET;
serv_addr.sin_port=htons(PORTNUM);
inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1" , &serv_addr.sin_address);
bind(server_fd,(struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(serv_addr));
listen(server_fd , LISTENQ );
clilen = sizeof(cli_addr);
new_socket=accept(server_fd,(struct sockaddr *)&cli_addr,&clilen);
close(new_socket);
close(server_fd);
return 0;
}
总之，无论你的目标是什么样的应用程序——是否是一个简易脚本还是庞大的分布式系统——掌握Unix和Linux系统编程技能将极大地提升你的能力，为你提供了构建高效软件解决方案所需的一切知识和工具。
