Linux系统编程：精通核心技术之路-猿码集

Linux系统编程：精通核心技术之路

Linux系统编程是指在Linux操作系统上进行程序开发和软件编程的一种技术。它涉及到许多核心技术，包括进程管理、文件IO、网络通信、多线程等等。了解Linux系统编程可以帮助开发人员更好地理解和掌握Linux操作系统的底层机制，从而更高效地进行软件开发。

1. 进程管理

进程是计算机系统中一个基本的概念，每个运行的程序都是一个进程。了解进程的创建、管理和通信是进行Linux系统编程的基础。下面是一个使用fork()函数创建新进程的例子：


#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if (pid == 0) {
        // 子进程代码
        printf("This is child process\n");
    } else if (pid > 0) {
        // 父进程代码
        printf("This is parent process\n");
    } else {
        // 进程创建失败
        perror("fork");
        return 1;
    }
    return 0;
}

上述代码中使用了fork()函数将当前进程复制一份，获得一个新的进程ID。根据返回值的不同，我们可以在父进程和子进程中执行不同的代码。在代码中使用了pid_t类型来表示进程ID，使用fork()函数来创建新进程，使用printf()函数打印信息。

2. 文件IO

Linux系统提供了丰富的文件IO操作函数，包括打开文件、读写文件、关闭文件等。文件IO是Linux系统编程中非常重要的一部分，它涉及到对磁盘上文件的操作。下面是一个简单的文件读取的例子：


#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *fp;
    char ch;
    fp = fopen("test.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {
        putchar(ch);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

上述代码中使用了fopen()函数打开了一个名为test.txt的文件，并指定了"r"模式来表示读取文件。如果文件打开失败，会调用perror()函数打印错误信息。然后使用fgetc()函数逐个字符读取文件内容，并使用putchar()函数打印字符。最后使用fclose()函数关闭文件。

3. 网络通信

网络通信是分布式系统中非常重要的一部分，Linux系统编程中也提供了一系列的函数来进行网络通信。下面是一个简单的TCP服务器的例子：


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
int main() {
    int sockfd, newsockfd, portno;
    socklen_t clilen;
    char buffer[256];
    struct sockaddr_in serv_addr, cli_addr;
    int n;
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("ERROR opening socket");
        return 1;
    }
    bzero((char *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
    portno = 1234;
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serv_addr.sin_port = htons(portno);
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        perror("ERROR on binding");
        return 1;
    }
    listen(sockfd, 5);
    clilen = sizeof(cli_addr);
    newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &cli_addr, &clilen);
    if (newsockfd < 0) {
        perror("ERROR on accept");
        return 1;
    }
    bzero(buffer, 256);
    n = read(newsockfd, buffer, 255);
    if (n < 0) {
        perror("ERROR reading from socket");
        return 1;
    }
    printf("Here is the message: %s\n", buffer);
    n = write(newsockfd, "I got your message", 18);
    if (n < 0) {
        perror("ERROR writing to socket");
        return 1;
    }
    close(newsockfd);
    close(sockfd);
    return 0;
}

上述代码中使用了socket()函数创建了一个套接字，并使用bind()函数绑定了一个端口号。然后使用listen()函数监听端口，使用accept()函数接收客户端的连接。在接收到客户端连接后，使用read()函数读取客户端发送的消息，并使用write()函数向客户端发送一条回复消息。

4. 多线程

多线程是Linux系统编程中非常重要的一部分，它可以提高程序的并发性能。下面是一个简单的多线程的例子：


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
void *print_message(void *ptr) {
    char *message = (char *) ptr;
    printf("%s\n", message);
    pthread_exit(NULL);
}
int main() {
    pthread_t thread1, thread2;
    char *message1 = "Thread 1";
    char *message2 = "Thread 2";
    int ret1, ret2;
    ret1 = pthread_create(&thread1, NULL, print_message, (void *) message1);
    if (ret1) {
        perror("ERROR creating thread 1");
        return 1;
    }
    ret2 = pthread_create(&thread2, NULL, print_message, (void *) message2);
    if (ret2) {
        perror("ERROR creating thread 2");
        return 1;
    }
    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);
    return 0;
}

上述代码中使用了pthread_create()函数创建了两个线程，并分别传入了不同的参数。这两个线程会并发地执行print_message()函数，并打印线程的名字。最后使用pthread_join()函数等待线程的结束。

通过学习Linux系统编程，开发人员可以更深入地了解Linux操作系统的底层机制，并能够更灵活地进行软件开发。进程管理、文件IO、网络通信和多线程等核心技术是Linux系统编程的重要组成部分，掌握这些核心技术可以使开发人员能够编写高效、稳定的程序。

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