UNIX讀書筆記----UNIX基礎知識

UNIX體系結構：

　　從嚴格意義上講，可將操做系統定義爲一種軟件，它控制計算機硬件資源，提供程序運行環境。咱們一般將這種軟件稱爲內核（Kernel），由於他相對較小，並且位於環境的核心。圖片顯示了UNIX系統的體系結構。

　　內核的接口被稱爲系統調用（system call）。公用函數庫構建在系統調用接口只是，應用程序便可使用公用函數庫，也可使用系統調用。shell是一個特殊的應用程序，爲運行其餘應用程序提供一個接口。

登陸：

　　系統口令文件一般是/etc/passwd。口令文件中的登陸項由7個以冒號分隔的字段組成，依次是：登陸名、加密口令、數字用戶ID、註釋字段、起始目錄（/home/sar）以及shell程序（/bin/ksh）。

　　目前，全部的系統已將加密口令移到另外一個文件中。
shell：

　　shell是一個命令行解釋器，它讀取用戶輸入，而後執行命令。

文件和目錄：

　　一、文件系統：

　　　　UNIX文件系統是目錄和文件的一種層次結構，全部東西的起點是稱爲根（root）的目錄，這個目錄的名稱是一個字符「/」。

　　　　目錄（directory）是一個包含目錄項的文件。在邏輯上，能夠認爲每一個目錄項都包含一個文件名。同時還包含說明該文件屬性的信息。文件屬性是指文件類型（是普通文件仍是目錄等）、文件大小、文件全部者、文件權限（其　　　它用戶可否訪問該文件）以及文件最後的修改時間等。stat和fstat函數返回包含全部文件屬性的一個信息結構。

　　　　注：

        　　　　目錄項的邏輯視圖與時間存在磁盤上的方式是不一樣的。UNIX文件系統的大多數實現並不在目錄項中存放屬性，這是由於當一個文件具備多個硬連接時，很難保持多個屬性副本之間的同步。

　　二、文件名：

　　　　建立新目錄時會自動衝擊兩個文件名：.（稱爲點）和..（稱爲點點）。點指向當前目錄，點點指向父目錄。在最高層次的根目錄中，點點與點相同。

　　三、路徑名：

　　　　由斜線分隔的一個或多個文件名組成的序列（也能夠斜線開頭）構成路徑名（pathname），以斜線開頭的路徑名稱稱爲絕對路徑（absolute pathname），不然稱爲相對路徑名（relative pathname）。相對路徑名指向相對於當前　　目錄的文件。文件系統根的名字是一個特殊的絕對路徑名，它不包含文件名。

　　 　　#include "apue.h"
    　　　#include <dirent.h>
     
　　　　int main(int argc, char *argv[])
　　　　{
　　　　　　DIR             *dp;
　　　　　　struct dirent   *dirp;
　　

　　　　　　if (argc != 2) {
　　　　　　　　err_quit("Usage: is directory_name");
　　　　　　}
     
　　　　　　if ((dp = opendir(argv[1])) == NULL) {
　　　　　　　　err_sys("Can not open %s\n",argv[1]);
　　　　　　}
     
　　　　　　while ((dirp = readdir(dp)) != NULL) {
　　　　　　　　printf("%s\n",dirp->d_name);
　　　　　　}
　　　　}

　　四、工做目錄：

　　　　每個進程都有一個工做目錄（working directory），有時也稱爲當前工做目錄（current working directory）。因此相對路徑名都從工做目錄開始解釋。進程能夠用chdir函數更改工做目錄。

 

輸入輸出

　　一、文件描述符（file descriptor）：

　　　　一般是一個小的非負整數，內核用以表示一個特定進程正在訪問的文件。當內核打開一個現有文件或者建立一個新文件時，它都返回一個文件描述符。在讀、寫文件時，可使用這個文件描述符。

　　

　　二、標準輸入、標準輸出和標準錯誤：

　　　　按照慣例，每當運行一個新程序時，全部的shell都爲其打開三個文件描述符，既標準輸入（standard input）、標準輸出（standard output）以及標準錯誤（standard error）。

 

　　三、不帶緩衝的IO：
　　

　　　　函數open、read、write、lseek以及close提供了不帶緩衝的I/O。這些函數都使用文件描述符。

    　　　#include "apue.h"
     
　　　　#define BUFFERSIZE 4096
     
　　　　int main(void)
　　　　{
　　　　　　int             n;
　　　　　　char            buf[BUFFERSIZE];
    
　　　　　　while (n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFFERSIZE) > 0) {
　　　　　　　　if (write(STDOUT_FILENO, buf, n) != n) {
　　　　　　　　　　err_sys("write error");
　　　　　　　　}
　　　　　　}
     
　　　　　　if (n < 0) {
　　　　　　　　err_sys("read error");
　　　　　　}
     
　　　　　　exit(0);
　　　　}

　　四、標準I/O

　　　　標準I/O函數爲那些不帶緩衝的I/O函數提供了一個帶緩衝的接口。使用標準I/O函數無須擔憂如何選取最佳的緩衝區大小。使用標準I/O函數還能建行對輸入行的處理。例如，fgets函數讀取一個完成的行，而read函數讀取指定字節　　數。
　　　　函數fgetc一次讀取一個字符，而後函數putc將此字符寫到標準輸出。讀到輸入的最後一個字節時，getc返回常量EOF。

 

程序和進程
　　

　　一、程序：

　　　　程序是一個存儲在磁盤上某個目錄的可執行文件。內核使用exec函數將程序讀入內存並執行程序。

 

　　二、進程和進程ID：

　　　　程序的執行實例稱爲進程（process）。某些操做系統用任務（task）來表示正在被執行的程序。

　　　　UNIX系統確保每個進程都有一個惟一的數字標識符，稱爲進程ID（process ID）。進程ID老是一個非負整數。

　　　　#include "apue.h"
     
　　　　int main(void)
　　　　{
　　　　　　printf("hello world from process ID %ld\n", (long)getpid());
　　　　　　exit(0);
　　　　}

　　三、進程控制：

　　　　有三個用於進程控制的主要函數：fork、exec和waitpid。（exec函數有7中變體，但常常把它們統稱爲exec函數。）

　　　　//TODO

 

　　四、線程和線程ID：

　　　　一個進程內的全部線程共享同一地址空間、文件描述符、棧以及與集成相關的屬性。由於它們能訪問同一存儲區，因此各線程在訪問共享數據時須要採起同步措施以免不一致性。

　　　　與進程相同，線程也用ID標識。可是，線程ID只在它所屬的進程內起做用。一個進程中的線程ID只在它所屬的進程中起做用。一個進程中的線程ID在另外一個進程中沒有意義。在一個進程中對某個特定的線程進行處理時，我麼能夠　　使用該線程的ID引用它。

時間值：

　　UNIX系統有兩種不一樣的時間值。

　　一、日曆時間：

　　　　 該值是自協調世界時1970年1月1日00:00:00這個特定時間以來所通過的秒數累計值。這些時間值可用於記錄文件最近一次的修改時間。

　　系統基本數據類型time_t用於保存這種時間值。

　　二、進程時間：

　　　　也被稱爲CPU時間，用以度量進程使用的中央處理器資源。進程事件以時鐘滴答計算。

　　　　系統基本數據類型clock_t保存這種時間值。

系統調用和庫函數：

　　全部的操做系統都提供屢次服務的入口點，由此程序想內核請求服務。各類版本的UNIX實現都提供良好定義、數量有限、直接進入內核的入口點，這些入口點被稱爲系統調用（system call）。