Linux06

Posted 2023-03-22 MyXjl

Linux系统编程

文件

	重要	难度
目录流	3	4
无缓冲IO	5	2
IO多路复用	5	5

IO多路复用可用于制作即时聊天系统

进程

	重要	难度
虚拟	4	3
CPU 进程调度	4	3
内存 虚拟内存	4	3
多进程	3	3

线程

	重要	难度
多线程	5	2
互斥	5	3
同步cond	6	4

网络

	重要	难度
协议	4.5	3
编程	5	2
IO多路复用 epoll	5	5

服务器框架

	重要	难度
进程池	3	6
线程池	5	3

数据库

	重要	难度
MySql	2	3

Linux架构图

man手册

阅读手册的方法

在系统目录下的include文件夹中添加头文件简化代码

// 路径
/usr/include

进入路径后，用touch命令新建文件，随后修改权限（修改为其他用户可写状态）：

编写头文件（后续需要可继续往其中加代码）：

// 47func.h


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
// 用于判断参数的个数是否准确
#define ARGS_CHECK(argc,num) if(argc != num)fprintf(stderr,"args error!\\n");return -1;
// 用于报错		ret是函数返回值
#define ERROR_CHECK(ret,num,msg) if(ret == num)perror(msg);return -1;

chmod函数

// 函数作用
change permissions of a file.
    
// 头文件
#include<sys/stat.h>

// 函数原型
int chmod(const char* pathname,mode_t mode);

// 返回值
On success, zero is returned.  On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.

#include <47func.h>
int main(int argc, char *argv[])
    // ./chmod 777 file1
    ARGS_CHECK(argc,3);
    mode_t mode;					// 实际是一个无符号整数
    sscanf(argv[1],"%o",&mode);		// 将第一个参数以八进制的形式写入mode
    int ret = chmod(argv[2],mode);
    ERROR_CHECK(ret,-1,"chmod");
    return 0;

getcwd函数

// 函数作用
get current working directory.
    
// 头文件
#include <unistd.h>

// 函数原型
char *getcwd(char *buf, size_t size);			// 无const，传入传出参数

// 返回值
On  success,  these  functions  return a pointer to a string containing the pathname of the current working directory.
On failure, these functions return NULL, and errno is set to indicate the error.

使用如下所示：

#include <47func.h>

int main(void)

    // 方法一：在主调函数的栈帧中开辟一片内存空间，传入这片空间的指针buf，调用函数后，返回值实际上会指向buf这片内存区域
    // 这样会将工作目录的绝对路径复制到buf所指向的空间中
    char buf[1024];			// 比较浪费内存
    char *p = getcwd(buf,sizeof(buf));
    ERROR_CHECK(p,NULL,"getcwd");		// 当如果路径长度大于size,则会返回NULL
    printf("p = %s , buf = %s.\\n",p,buf);                                                                                                                  

    return 0;

#include <47func.h>

int main(void)

    //方法二：函数在堆中动态分配一块内存存放路径，注意这样使用必须释放这片空间
    char* p = getcwd(NULL,0);
    // p指向堆空间
    printf("p = %s.\\n",p);
    free(p);
                                                                                                                                                           
    return 0;

chdir函数

使用示例：

#include <47func.h>

int main(int argc,char*argv[])

    // ./chdir dir1
    ARGS_CHECK(argc,2);
    printf("before cwd = %s\\n", getcwd(NULL,0));
    int ret = chdir(argv[1]);
    ERROR_CHECK(ret,-1,"chdir");
    printf("after cwd = %s\\n", getcwd(NULL,0));
    return 0;

cwd（current working directory）是进程的一种属性

运行chdir这个可执行程序另起了一个进程，只是修改了在那个进程里的目录，并没有修改shell进程里的目录。

mkdir和rmdir函数

mkdir函数

新建的文件，其权限都会受到 umask 影响

#include<47func.h>

int main(int argc,char* argv[])

    // ./mkdir filename
    ARGS_CHECK(argc,2);
    int ret = mkdir(argv[1],0777);      // 新建的目录都会受掩码影响  
    ERROR_CHECK(ret,-1,"mkdir");

    return 0;

rmdir函数

#include <47func.h>

int main(int argc,char* argv[])

    // ./rmdir.c filename
    ARGS_CHECK(argc,2);                                                    
    int ret = rmdir(argv[1]);
    ERROR_CHECK(ret,-1,"rmdir");

    return 0;

目录流

opendir函数和closedir函数

dirent：directory entry（目录项）

opendir函数：打开与目录名对应的目录流，并返回指向目录流的指针。指向位于目录流中的第一个目录项。

成功返回一个指针指向该目录流，失败返回空指针

DIR *opendir(const char *name);		// DIR是目录流

int closedir(DIR *dirp);

readdir函数

// 头文件
#include <dirent.h>
// 函数原型
struct dirent *readdir(DIR *dirp);		// dirent是目录项

// 目录项结构体
// 目录项的长度与文件名有关
struct dirent 
    ino_t          d_ino;       // 磁盘地址
    off_t          d_off;       // next指针
    unsigned short d_reclen;    // 单个dirent的长度
    unsigned char  d_type;      // 文件类型
    char           d_name[256]; // 文件名
;

seekdir函数、telldir函数和telldir函数

void seekdir(DIR *dirp, long loc);	// 回到某个位置，void说明此函数基本不会出错

long telldir(DIR *dirp);			// 获取位置

void rewinddir(DIR *dirp);			// 回到目录流的起点

stat函数

根据文件的路径获取详细信息

// 头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

// 函数原型
int stat(const char *pathname, struct stat *buf);		

struct stat 
               dev_t     st_dev;         /* ID of device containing file */
               ino_t     st_ino;         /* inode number 磁盘地址*/
               mode_t    st_mode;        /* protection */
               nlink_t   st_nlink;       /* number of hard links 硬链接数目*/
               uid_t     st_uid;         /* user ID of owner */
               gid_t     st_gid;         /* group ID of owner */
               dev_t     st_rdev;        /* device ID (if special file) */
               off_t     st_size;        /* total size, in bytes */
               blksize_t st_blksize;     /* blocksize for filesystem I/O */
               blkcnt_t  st_blocks;      /* number of 512B blocks allocated */

               /* Since Linux 2.6, the kernel supports nanosecond
                  precision for the following timestamp fields.
                  For the details before Linux 2.6, see NOTES. */

               struct timespec st_atim;  /* time of last access */
               struct timespec st_mtim;  /* time of last modification */
               struct timespec st_ctim;  /* time of last status change */

           #define st_atime st_atim.tv_sec      /* Backward compatibility */
           #define st_mtime st_mtim.tv_sec
           #define st_ctime st_ctim.tv_sec
;

//st_mtime是整数			----->从1970年1月1日到现在多少秒

使用（实现ls -al命令）：

#include<47func.h>

int main(int argc,char* argv[])

    ARGS_CHECK(argc,2);
    DIR* dirp = opendir(argv[1]);
    ERROR_CHECK(dirp,NULL,"opendir");
    struct dirent* direntp;
    char path[1024];
    const char * month[] = "Jan", "Feb", "Mar", "Apr", "May", "Jun", "Jul", "Aug", "Sep", "Oct","Nov","Dec";
    while((direntp = readdir(dirp)) != NULL)
    
        struct stat buf;
        sprintf(path,"%s%s%s",argv[1],"/",direntp->d_name);
        // 文件名不一定总是文件路径，只有在当前目录下才是
        // int ret = stat(direntp->d_name,&buf);
        int ret = stat(path,&buf);    // 若出现dir//file的情况Linux会当做一个/
        ERROR_CHECK(ret,-1,"stat");
        //文件类型
        if(S_ISLNK(buf.st_mode))        //符号链接
        
            printf("l");
        
        else if(S_ISREG(buf.st_mode))   //一般文件
        
            printf("-");
        
        else if(S_ISDIR(buf.st_mode))   //目录文件
        
            printf("d");
        
        else if(S_ISCHR(buf.st_mode))   //字符设备文件
        
            printf("c");
        
        else if(S_ISBLK(buf.st_mode))   //块设备文件
        
            printf("b");
        
        else if(S_ISFIFO(buf.st_mode))  //先进先出文件
        
            printf("f");
        
        else if(S_ISSOCK(buf.st_mode))  //socket文件
        
            printf("s");
        

        // 用户权限
        if(buf.st_mode & S_IRUSR)
        
            printf("r");
        
        else
        
            printf("-");
        
        if(buf.st_mode & S_IWUSR)
        
            printf("w");
        
        else
        
            printf("-");
        
        if(buf.st_mode & S_IXUSR)
        
            printf("x");
        
        else
        
            printf("-");
        

        // 组权限
        if(buf.st_mode & S_IRGRP)
        
            printf("r");
        
        else
        
            printf("-");
        
        if(buf.st_mode & S_IWGRP)
        
            printf("w");
        
        else
        
            printf("-");
        
        if(buf.st_mode & S_IXGRP)
        
            printf("x");
        
        else
        
            printf("-");
        

        // 其他用户权限
        if(buf.st_mode & S_IROTH)
        
            printf("r");
        
        else
        
            printf("-");
        
        if(buf.st_mode & S_IWOTH)
        
            printf("w");
        
        else
        
            printf("-");
        
        if(buf.st_mode & S_IXOTH)
        
            printf("x");
        
        else
        
            printf("-");
        
        struct tm* ptm = localtime(&buf.st_mtime);
        printf(" %ld %s %s %-6ld %s %02d %02d:%02d %s\\n",
               buf.st_nlink,
               getpwuid(buf.st_uid)->pw_name,
               getgrgid(buf.st_gid)->gr_name,
               buf.st_size,
               month[ptm->tm_mon],ptm->tm_mday,ptm->tm_hour,ptm->tm_min,
               direntp->d_name);
    

    closedir(dirp);


    return 0;

其他

sscanf函数

描述

C 库函数 int sscanf(const char *str, const char *format, ...) 从字符串读取格式化输入。

声明

下面是 sscanf() 函数的声明。

int sscanf(const char *str, const char *format, ...)

参数

• str -- 这是 C 字符串，是函数检索数据的源。
• format -- 这是 C 字符串，包含了以下各项中的一个或多个：空格字符、非空格字符 和 format 说明符。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main()

   int day, year;
   char weekday[20], month[20], dtm[100];

   strcpy( dtm, "Saturday March 25 1989" );
   sscanf( dtm, "%s %s %d  %d", weekday, month, &day, &year );

   printf("%s %d, %d = %s\\n", month, day, year, weekday );
    
   return(0);


// 结果
March 25, 1989 = Saturday

sprintf函数

描述

C 库函数 int sprintf(char *str, const char *format, ...) 发送格式化输出到 str 所指向的字符串。

声明

下面是 sprintf() 函数的声明。

int sprintf(char *str, const char *format, ...)

参数

• str -- 这是指向一个字符数组的指针，该数组存储了 C 字符串。
• format -- 这是字符串，包含了要被写入到字符串 str 的文本。它可以包含嵌入的 format 标签，format 标签可被随后的附加参数中指定的值替换，并按需求进行格式化。

返回值

如果成功，则返回写入的字符总数，不包括字符串追加在字符串末尾的空字符。如果失败，则返回一个负数。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main()

   char str[80];

   sprintf(str, "Pi 的值 = %f", M_PI);
   puts(str);
   
   return(0);


// 结果
Pi 的值 = 3.141593

一些概念

命令行参数

例：

./a.out aaa bbb ccc				// argc = 4

// argv[0] = a.out argv[1] = aaa

#include <47func.h>
int main(int argc, char *argv[])
    // ./chmod 777 file1
    ARGS_CHECK(argc,3);
    for(int i = 0;i < argc;i++)
       
        printf("argv[%d] = %s\\n",i,argv[i]);
       
    mode_t mode;                                                           
    sscanf(argv[1],"%o",&mode);
    int ret = chmod(argv[2],mode);
    ERROR_CHECK(ret,-1,"chmod");
    return 0;

路径

• 以 / 开头：绝对路径
• 不以 / 开头：相对路径，以当前工作目录为起点