産品特色
編輯推薦
適讀人群 :所有層次UNIX/Linux程序員 20多年來,嚴謹的C程序員都是依靠一本書來深入瞭解驅動UNIX和Linux內核的編程接口的實用知識的,這本書就是W. Richard Stevens所著的《UNIX高級環境編程》。現在,Stevens的同事Steve Rago徹底更新瞭這本經典著作。新的第3版支持當今領先的係統平颱,反映瞭技術進展和實踐,並且符閤新的Single UNIX Specification第4版(SUSv4)。
Rago保留瞭使本書前版成為經典之作的精髓和方法。他在Stevens原著的基礎上,從基礎的文件、目錄和進程講起,並給諸如信號處理和終端I/O之類的先進技術保留較大的篇幅。他還深入討論瞭綫程和多綫程編程、使用套接字接口驅動進程間通信(IPC)等方麵的內容。
這一版涵蓋瞭70多個新版POSIX.1標準的新增接口,包括POSIX異步I/O、鏇轉鎖、屏障(barrier)和POSIX信號量。此外,這一版刪除瞭許多過時的接口,保留瞭一些廣泛使用的接口。書中幾乎所有實例都已經在目前主流的4個平颱上測試過,包括Solaris 10、Mac OS X 10.6.8(Darwin 10.8.0)、FressBSD 8.0、Ubuntu 12.04(基於Linux 3.2內核)。
與前兩版一樣,讀者仍可以通過實例學習,這些實例包括瞭1萬多行可下載的ISO C源代碼,書中通過簡明但完整的程序闡述瞭400多個係統調用和函數,清楚地說明它們的用法、參數和返迴值。為瞭使讀者能融會貫通,書中還提供瞭幾個貫穿整章的案例,每個案例都根據現在的技術環境進行瞭全麵更新。
《UNIX環境高級編程(第3版)》幫助瞭幾代程序員寫齣強大、高性能、可靠的代碼。第3版根據當今主流係統進行更新,更具實用價值。
內容簡介
《UNIX環境高級編程(第3版)》是被譽為UNIX編程“聖經”的Advanced Programming in the UNIX Environment一書的第3版。在本書第2版齣版後的8年中,UNIX行業發生瞭巨大的變化,特彆是影響UNIX編程接口的有關標準變化很大。本書在保持前一版風格的基礎上,根據新的標準對內容進行瞭修訂和增補,反映瞭新的技術發展。書中除瞭介紹UNIX文件和目錄、標準I/O庫、係統數據文件和信息、進程環境、進程控製、進程關係、信號、綫程、綫程控製、守護進程、各種I/O、進程間通信、網絡IPC、僞終端等方麵的內容,還在此基礎上介紹瞭眾多應用實例,包括如何創建數據庫函數庫以及如何與網絡打印機通信等。此外,還在附錄中給齣瞭函數原型和部分習題的答案。
《UNIX環境高級編程(第3版)》概念清晰,闡述精闢,對於所有層次UNIX/Linux程序員都是一本不可或缺的參考書。
作者簡介
W. Richard Stevens,國際知名的UNIX和網絡專傢,備受贊譽的技術作傢。生前著有多部經典的傳世之作,包括《UNIX網絡編程》(兩捲本)、《TCP/IP詳解》(三捲本)和本書第1版。
Stephen A. Rago,UNIX程序員,目前任NEC美國實驗室存儲係統集團研究員。之前是貝爾實驗室的UNIX係統V版本4的開發人員之一。著有《UNIX係統V網絡編程》,並曾擔任本書第1版的技術審校和第2版的共同作者。
戚正偉,博士,上海交通大學軟件學院副教授,微軟亞洲研究院(2008)和美國CMU大學(2011-2012)訪問學者。研究方嚮為係統軟件和程序分析,著有《New Blue Pill深入理解硬件虛擬機》和《嵌入式GIS開發及應用》等書。
張亞英,博士,同濟大學電子與信息工程學院計算機係副教授,研究方嚮為分布與移動計算、嵌入式係統以及係統軟件等。
尤晉元,上海交通大學計算機科學及工程係教授、博士生導師。在科研方麵,主要從事操作係統和分布對象計算技術方麵的研究。在教學方麵,長期承擔操作係統及分布計算等課程的教學工作。主編和翻譯瞭多本操作係統教材和參考書,包括《UNIX操作係統教程》、《UNIX高級編程技術》、《UNIX環境高級編程》和《操作係統:設計與實現》等。
內頁插圖
精彩書評
★本書第1版連同Stevens所著的係列網絡技術書籍,被公認為匠心獨具的名著,成為極其暢銷的作品……總之,這是一本彌足珍貴的經典著作的更新版。
——Dennis Ritchie,圖靈奬得主,UNIX操作係統和C語言之父
★對任何一個嚴謹的、專業的UNIX係統程序員而言,本書都是不可或缺的參考書。Rago更新和擴展瞭Stevens的經典著作,並保持瞭原書的風貌。書中利用清晰的實例演示瞭API的使用過程,還提到瞭許多在不同UNIX係統實現上編程時需要注意的陷阱,並指齣如何使用相關的標準(如POSIX 1003.1 2004版和Single UNIX Specification第3版)來避免這些錯誤。
——Andrew Josey, The Open Group標準部門主管,POSIX 1003.1標準工作組主席
★UNIX編程經典之一。
——Eric S. Raymond,《UNIX編程藝術》作者
★Stephen Rago的更新版本對於使用眾多UNIX及相關操作係統環境的廣大專業用戶來說是一個遲來的喜訊。這一版不僅刪除瞭過時的接口,吸納瞭較新的開發接口,還根據UNIX及類UNIX操作係統環境的幾種主流實現發布的新版本全麵更新瞭所有主題、實例和應用的背景。難能可貴的是,這一版本還保持瞭經典的第1版的風格和品位。
——Mukesh Kacker,Pronto Networks公司聯閤創始人和前任CTO
★本書對於任何在UNIX係統上編寫程序的開發人員來說都是非常重要的參考書。當我想要瞭解或者重新迴顧各種係統接口時,這本書是求助工具。Stephen Rago成功地修訂瞭本書,使其與新的操作係統(如GNU/Linux和蘋果的OS X)相容,並保持瞭第1版易讀和實用的特質。它將永遠擺放在我桌上隨手可及的位置。
——Benjamin Kuperman博士,斯沃斯莫爾學院
★這是每一位嚴謹的UNIX C程序員必備的書籍。它深入、全麵、清晰的解釋是無可匹敵的。
——UniForum Monthly
★從W. Richard Stevens的這本書中可以找到更多易於理解的、詳盡的UNIX係統內部細節。這本書包含瞭大量實際的例子,對係統編程工作非常有益。
——RS/Magazine
目錄
第1章 UNIX基礎知識
1.1 引言
1.2 UNIX體係結構
1.3 登錄
1.4 文件和目錄
1.5 輸入和輸齣
1.6 程序和進程
1.7 齣錯處理
1.8 用戶標識
1.9 信號
1.10 時間值
1.11 係統調用和庫函數
1.12 小結
習題
第2章 UNIX標準及實現
2.1 引言
2.2 UNIX標準化
2.2.1 ISO C
2.2.2 IEEE POSIX
2.2.3 Single UNIX Specification
2.2.4 FIPS
2.3 UNIX係統實現
2.3.1 SVR4
2.3.2 4.4BSD
2.3.3 FreeBSD
2.3.4 Linux
2.3.5 Mac OS X
2.3.6 Solaris
2.3.7 其他UNIX係統
2.4 標準和實現的關係
2.5 限製
2.5.1 ISO C限製
2.5.2 POSIX限製
2.5.3 XSI限製
2.5.4 函數sysconf、pathconf和fpathconf
2.5.5 不確定的運行時限製
2.6 選項
2.7 功能測試宏
2.8 基本係統數據類型
2.9 標準之間的衝突
2.10 小結
習題
第3章 文件I/O
3.1 引言
3.2 文件描述符
3.3 函數open和openat
3.4 函數creat
3.5 函數close
3.6 函數lseek
3.7 函數read
3.8 函數write
3.9 I/O的效率
3.10 文件共享
3.11 原子操作
3.12 函數dup和dup2
3.13 函數sync、fsync和fdatasync
3.14 函數fcntl
3.15 函數ioctl
3.16 /dev/fd
3.17 小結
習題
第4章 文件和目錄
4.1 引言
4.2 函數stat、fstat、fstatat和lstat
4.3 文件類型
4.4 設置用戶ID和設置組ID
4.5 文件訪問權限
4.6 新文件和目錄的所有權
4.7 函數access和faccessat
4.8 函數umask
4.9 函數chmod、fchmod和fchmodat
4.10 粘著位
4.11 函數chown、fchown、fchownat和lchown
4.12 文件長度
4.13 文件截斷
4.14 文件係統
4.15 函數link、linkat、unlink、unlinkat和remove
4.16 函數rename和renameat
4.17 符號鏈接
4.18 創建和讀取符號鏈接
4.19 文件的時間
4.20 函數futimens、utimensat和utimes
4.21 函數mkdir、mkdirat和rmdir
4.22 讀目錄
4.23 函數chdir、fchdir和getcwd
4.24 設備特殊文件
4.25 文件訪問權限位小結
4.26 小結
習題
第5章 標準I/O庫
5.1 引言
5.2 流和FILE對象
5.3 標準輸入、標準輸齣和標準錯誤
5.4 緩衝
5.5 打開流
5.6 讀和寫流
5.7 每次一行I/O
5.8 標準I/O的效率
5.9 二進製I/O
5.10 定位流
5.11 格式化I/O
5.12 實現細節
5.13 臨時文件
5.14 內存流
5.15 標準I/O的替代軟件
5.16 小結
習題
第6章 係統數據文件和信息
6.1 引言
6.2 口令文件
6.3 陰影口令
6.4 組文件
6.5 附屬組ID
6.6 實現區彆
6.7 其他數據文件
6.8 登錄賬戶記錄
6.9 係統標識
6.10 時間和日期例程
6.11 小結
習題
第7章 進程環境
7.1 引言
7.2 main函數
7.3 進程終止
7.4 命令行參數
7.5 環境錶
7.6 C程序的存儲空間布局
7.7 共享庫
7.8 存儲空間分配
7.9 環境變量
7.10 函數setjmp和longjmp
7.11 函數getrlimit和setrlimit
7.12 小結
習題
第8章 進程控製
8.1 引言
8.2 進程標識
8.3 函數fork
8.4 函數vfork
8.5 函數exit
8.6 函數wait和waitpid
8.7 函數waitid
8.8 函數wait3和wait4
8.9 競爭條件
8.10 函數exec
8.11 更改用戶ID和更改組ID
8.12 解釋器文件
8.13 函數system
8.14 進程會計
8.15 用戶標識
8.16 進程調度
8.17 進程時間
8.18 小結
習題
第9章 進程關係
9.1 引言
9.2 終端登錄
9.3 網絡登錄
9.4 進程組
9.5 會話
9.6 控製終端
9.7 函數tcgetpgrp、tcsetpgrp和tcgetsid
9.8 作業控製
9.9 shell執行程序
9.10 孤兒進程組
9.11 FreeBSD實現
9.12 小結
習題
第10章 信號
10.1 引言
10.2 信號概念
10.3 函數signal
10.4 不可靠的信號
10.5 中斷的係統調用
10.6 可重入函數
10.7 SIGCLD語義
10.8 可靠信號術語和語義
10.9 函數kill和raise
10.10 函數alarm和pause
10.11 信號集
10.12 函數sigprocmask
10.13 函數sigpending
10.14 函數sigaction
10.15 函數sigsetjmp和siglongjmp
10.16 函數sigsuspend
10.17 函數abort
10.18 函數system
10.19 函數sleep、nanosleep和clock_nanosleep
10.20 函數sigqueue
10.21 作業控製信號
10.22 信號名和編號
10.23 小結
習題
第11章 綫程
11.1 引言
11.2 綫程概念
11.3 綫程標識
11.4 綫程創建
11.5 綫程終止
11.6 綫程同步
11.6.1 互斥量
11.6.2 避免死鎖
11.6.3 函數pthread_mutex_timedlock
11.6.4 讀寫鎖
11.6.5 帶有超時的讀寫鎖
11.6.6 條件變量
11.6.7 自鏇鎖
11.6.8 屏障
11.7 小結
習題
第12章 綫程控製
12.1 引言
12.2 綫程限製
12.3 綫程屬性
12.4 同步屬性
12.4.1 互斥量屬性
12.4.2 讀寫鎖屬性
12.4.3 條件變量屬性
12.4.4 屏障屬性
12.5 重入
12.6 綫程特定數據
12.7 取消選項
12.8 綫程和信號
12.9 綫程和fork
12.10 綫程和I/O
12.11 小結
習題
第13章 守護進程
13.1 引言
13.2 守護進程的特徵
13.3 編程規則
13.4 齣錯記錄
13.5 單實例守護進程
13.6 守護進程的慣例
13.7 客戶進程-服務器進程模型
13.8 小結
習題
第14章 高級I/O
14.1 引言
14.2 非阻塞I/O
14.3 記錄鎖
14.4 I/O多路轉接
14.4.1 函數select和pselect
14.4.2 函數poll
14.5 異步I/O
14.5.1 System V異步I/O
14.5.2 BSD異步I/O
14.5.3 POSIX異步I/O
14.6 函數readv和writev
14.7 函數readn和writen
14.8 存儲映射I/O
14.9 小結
精彩書摘
由於1003.1標準說明瞭一個接口(interface)而不是一種實現(implementation),所以並不區分係統調用和庫函數。所有在標準中的例程都被稱為函數。
標準是不斷演進的,1003.1標準也不例外。該標準的1988版,即IEEE標準1003.1-1988經修改後遞交給IS0,它沒有增加新的接口或功能,但修訂瞭文本。最終的文檔作為IEEE標準1003.1-1990正式齣版[IEEE 1990],這也就是國際標準ISO/IEC 9945-1:1990。該標準通常稱為POSIX.1,本書將使用此術語來錶示不同版本的標準。
IEEE 1003.1工作組此後繼續對這一標準做瞭更多修改。1996年,該標準的修訂版發布,它包括瞭1003.1.1990、1003.1b-1993實時擴展標準以及被稱為pthreads的多綫程編程接口(POSIX綫程),這就是國際標準IS0/IEC 9945-1:1996。1999年齣版瞭IEEE標準1003.1d-1999,其中增加瞭更多實時接口。一年後,齣版瞭IEEE標準l003.1j-2000和1003.1q-2000,前者包含瞭更多實時接口,後者增加瞭標準在事件跟蹤方麵的擴展。
2001年的1003.1版本與以前各版本有較大的差彆,它組閤瞭多個1003.1的修正、1003.2標準以及Single UNIX Specificaiton(SUS)第2版的若乾部分(對於SUS,後麵將進行更多說明),這形成瞭IEEE標準1003.1-2001,它包括下列幾個標準。
ISO/IEC 9945-1(IEEE標準l003.1-1996),包括
IEEE標準1003.1-1990
IEEE標準1003.1b-1993(實時擴展)
IEEE標準1003.1c-1995(pthreads)
IEEE標準1003.1i-1995(實時技術勘誤錶)
IEEE P1003.1a草案(係統接口修正)
IEEE標準1003.1d-1999(高級實時擴展)
IEEE標準1003.1j-2000(更多高級實時擴展)
IEEE標準1003.1q-2000(跟蹤)
部分IEEE標準1003.1g-2000(協議無關接口)
ISO/IEC 9945-2(IEEE標準1003.2-1993)
IEEE P1003.2b草案(shell及實用程序的修正)
IEEE標準1003.2d.1994(批處理擴展)。
……
前言/序言
引言
從我第一次修訂《UNIX環境高級編程》一書以來已經快有8年瞭,期間發生瞭很多的變化。
· 在齣版第2版之前,Open Group完成瞭2004版的Single UNIX Specification,它涵蓋瞭兩套勘誤錶的修改。2008年,Open Group完成瞭新版的Single UNIX Specification,它更新瞭基本定義,添加瞭新的接口,並且去除瞭棄用的接口。這套規範被稱為2008年版的POSIX.1,其中包含第7版的基本規範,並在2009年發行。2010年,它與更新後的curses接口捆綁,一起作為Single UNIX Specification第4版(SUSv4)進行再版。
· 運行在Intel處理器上的Mac OS X操作係統的10.5、10.6和10.8版,被Open Group認證為UNIX係統。
· 蘋果公司停止瞭PowerPC平颱上Mac OS X的開發。在10.6發行版(Snow Leopard)之後隻針對x86平颱發布瞭新的操作係統版本。
· Solaris操作係統以開源的形式發布,試圖與FreeBSD、Linux和Mac OS X遵循的開源模式在聲望上一爭高下。在2010年,Oracle收購瞭Sun Microsystems之後,OpenSolaris的開發被終止。作為替代,Solaris社區組建瞭Illumos項目來繼續基於OpenSolaris的開源開發。
· 2011年,C語言標準被更新,但是因為係統並未能跟上其變化,本書中依然參照1999版。
最重要的是,在第2版中使用的平颱已經過時瞭。本書這一版中涉及以下平颱。
(1)FreeBSD 8.0,前身是加州大學伯剋利分校計算機係統研究組發布的4.4BSD係統,運行在32位Intel Pentium處理器上。
(2)Linux 3.2.0(Ubuntu 12.04發布版),這是一個免費的類UNIX操作係統,運行在64位的Intel Core i5 處理器上。
(3)Apple Mac OS X 10.6.8版(Darwin 10.8.0),運行在64位Intel Core2 Duo處理器上(Darwin基於FreeBSD和Mach)。我選擇從PowerPC平颱轉嚮Intel平颱,是因為最新版的Mac OS X不再支持PowerPC平颱。這次選擇帶來的缺點是涉及的處理器傾斜嚮瞭Intel,而當討論到異構性問題時,涉及的處理器如果能在字節序和整數大小等方麵有不同的性質將是很有好處的。
(4)Solaris 10,Sun Microsystems(現在的Oracle)的System V Release 4的派生係統,運行在64位UltraSPARC IIi處理器上。
與第2版的不同
最大的變化之一是POSIX.1-2008中的Single UNIX Specification棄用瞭一些STREAMS相關接口。這是準備在該標準的未來版本中去掉全部這些接口過程的第一步。因此,我已經不情願地在這一版中刪除瞭STREAMS的內容。這是一個不幸的變化,因為STREAMS接口為socket接口提供瞭一個很好的對照,並且在很多方麵更為靈活。不可否認,當談論到STREAMS時我並非絕對公正,但是毫無疑問的是,在現有係統中它的分量已經減輕。
· Linux基礎係統中未包含STREAMS,雖然添加該功能的包(LiS和OpenSS7)是可用的。
· 雖然Solaris 10中包含瞭STREAMS,但是Solaris 11的socket實現並沒有構建在STREAMS之上。
· Mac OS X不包含STREAMS支持。
· FreeBSD不包含STREAMS支持(也從未包含過)。
隨著STREAMS相關內容的去除,新的主題變得有機會替代它,例如POSIX異步I/O。
在本書第2版中,Linux版本是基於2.4版的。在這次的版本中,我們已經更新到瞭3.2版。兩個版本的最大不同之一是綫程係統。在Linux 2.4和Linux 2.6之間,綫程的實現變為Native POSIX Thread Library(NPTL)。NPTL使得Linux綫程的行為與其他係統的綫程更加相似。
總的來說,這次的版本涵蓋瞭超過70個新的接口,包括處理異步I/O、自鏇鎖、屏障和POSIX信號量等等接口。除瞭一些普遍使用的接口被保留,大多數棄用的接口均被刪除。
緻謝
許多讀者為第2版寄來瞭評論和錯誤報告。我很感謝他們提高瞭第2版的準確性。下麵提及的各位是最早提齣建議或者指齣錯誤的:Seth Arnold、Luke Bakken、Rick Ballard、Johannes Bittner、David Bronder、Vlad Buslov、Peter Butler、Yuching Chen、Mike Cheng、Jim Collins、Bob Cousins、Will Dennis、Thomas Dickey、Lo·c Domaigné、Igor Fuksman、Alex Gezerlis、M. Scott Gordon、Timothy Goya、Tony Graham、Michael Hobgood、Michael Kerrisk、Youngho Kwon、Richard Li、Xueke Liu、Yun Long、Dan McGregor、Dylan McNamee、Greg Miller、Simon Morgan、Harry Newton、Jim Oldfield、Scott Parish、Zvezdan Petkovic、David Reiss、Konstantinos Sakoutis、David Smoot、David Somers、Andriy Tkachuk、Nathan Weeks、Florian Weimer、Qingyang Xu和 Michael Zalokar。
技術審校者也提高瞭內容的準確性,感謝Steve Albert、Bogdan Barbu和Robert Day。特彆感謝Geoff Clare和Andrew Josey為Single UNIX Specification的升華和第2章的準確性提供瞭幫助。另外,感謝Ken Thompson對曆史問題做齣瞭解答。
我得再一次說,與Addison-Wesley的工作人員的閤作非常愉快。感謝Kim Boedigheimer、Romny French、John Fuller、Jessica Goldstein、Julie Nahil和Debra Williams-Cauley,此外,感謝Jill Hobbs在這段時間提供瞭她的專業審稿能力。
最後,感謝我的傢人對我在這次再版上花費瞭如此多時間給予的理解。
和以前一樣,我非常歡迎讀者發來郵件,發錶評論,提齣建議,訂正錯誤。
《UNIX係統交互:驅動現代計算的基石》 引言 在當今數字化浪潮席捲的時代,我們所依賴的各類數字服務、復雜的軟件係統,乃至驅動這些係統的底層硬件,都離不開一個共同的、強大的心髒:UNIX操作係統。它不僅是一個操作係統的名字,更是一種思想、一種架構、一種通往強大計算能力的哲學。而要深入理解並駕馭這股力量,掌握其精髓,離不開對UNIX係統核心機製的深刻洞察。《UNIX係統交互:驅動現代計算的基石》正是為有誌於此的開發者、係統工程師、以及對計算原理充滿好奇的求知者而精心打造的指南。本書旨在撥開抽象的雲霧,直抵UNIX係統最底層的運行邏輯,揭示其高效、穩定、靈活的秘密,並通過一係列詳實、經典的案例,引領讀者領略UNIX係統交互的藝術。 本書核心內容概述 本書並非僅僅羅列UNIX命令或API函數,而是緻力於構建一個立體的、多維度的UNIX係統認知框架。我們不會局限於某個特定的發行版,而是聚焦於UNIX體係中最具普遍性、最核心的接口和概念,包括但不限於POSIX標準所規範的係統調用、庫函數、以及與之相關的進程模型、文件I/O、信號處理、進程間通信(IPC)、內存管理、綫程模型、網絡編程等關鍵領域。 第一部分:UNIX基礎與進程模型 進程的誕生與消亡: 我們將從最基礎的進程概念入手,深入講解 `fork()`、`exec()` 係列函數如何創建和替換進程,以及 `wait()`、`exit()` 等函數在進程生命周期管理中的作用。理解進程的層級關係、父子進程的交互模式,是掌握UNIX多任務處理能力的第一步。我們將探討僵屍進程的産生與避免,以及信號如何作為一種異步通知機製,在進程間通信和控製中扮演重要角色。 文件I/O的底層邏輯: 文件係統是UNIX的核心抽象之一。本書將深入剖析文件描述符的概念,講解低級I/O(如 `open()`, `read()`, `write()`, `close()`)與標準I/O庫(`stdio`)之間的聯係與區彆。我們將探討緩衝機製、文件定位、以及文件權限和屬性的管理。通過對文件I/O底層原理的理解,讀者將能更有效地處理大量數據、優化文件讀寫性能,並能設計齣更健壯的文件操作邏輯。 環境變量與進程屬性: 進程的環境變量是程序運行上下文的重要組成部分。本書將講解環境變量的設置、獲取與繼承機製,以及進程ID(PID)、父進程ID(PPID)、用戶ID(UID)、組ID(GID)等進程屬性在係統資源訪問和權限控製中的關鍵作用。 第二部分:進程間通信(IPC)的藝術 在現代應用中,獨立的進程往往需要協同工作。本書將係統性地介紹UNIX提供的各種IPC機製,幫助讀者選擇並有效地利用最適閤的通信方式。 管道(Pipes): 從最簡單的無名管道(`pipe()`)到功能更強大的命名管道(FIFOs),我們將解析其工作原理、數據流嚮以及在Shell命令組閤和進程間簡單通信中的應用。 消息隊列(Message Queues): 講解POSIX消息隊列和System V消息隊列的異同,以及它們如何實現進程之間數據的結構化傳遞,避免瞭數據流的綫性限製。 共享內存(Shared Memory): 深入探討共享內存的實現機製,包括創建、映射、同步訪問等。我們將分析共享內存如何提供最高效的IPC方式,並重點講解使用互斥鎖(Mutex)和信號量(Semaphores)來保證數據一緻性和避免競爭條件。 信號量(Semaphores): 詳解信號量的概念,以及它們在進程同步、資源互斥訪問方麵的強大能力。我們將展示如何利用信號量來解決生産者-消費者問題等經典並發場景。 套接字(Sockets): 作為網絡通信和本地進程間通信(Unix Domain Sockets)的通用接口,套接字是本書重點介紹的內容。我們將詳細講解套接字的基本概念、類型(TCP/UDP)、地址結構,以及 `socket()`, `bind()`, `listen()`, `accept()`, `connect()`, `send()`, `recv()` 等關鍵API的使用,為構建分布式係統和網絡服務奠定堅實基礎。 第三部分:高級主題與並發編程 信號處理的精妙: 信號是UNIX係統中一種重要的異步事件處理機製。本書將深入講解各種標準信號的含義、信號的發送與捕獲、信號處理函數的編寫、以及 `sigaction()` 等函數在信號處理中的高級用法。我們將探討信號的可靠性問題,以及如何在多綫程環境中安全地處理信號。 內存管理與虛擬內存: 探討UNIX係統如何管理內存,包括進程的地址空間、內存映射(`mmap()`)、堆與棧的分配機製。我們將解析虛擬內存的優勢,以及它如何支持進程的隔離與高效的內存利用。 綫程模型與同步: 隨著多核處理器的普及,多綫程編程變得尤為重要。本書將詳細介紹POSIX綫程(pthreads)庫,包括綫程的創建、銷毀、同步(互斥鎖、條件變量、讀寫鎖)、綫程局部存儲(TLS)等。我們將通過豐富的示例,展示如何編寫高效、可靠的多綫程程序。 定時器與事件驅動編程: 講解 `alarm()`、`setitimer()` 等定時器函數,以及 `select()`、`poll()`、`epoll()`(Linux特有,但影響力廣泛)等I/O多路復用機製。這些工具是構建高性能、高並發服務器和事件驅動應用程序的關鍵。 學習本書的價值與實踐導嚮 《UNIX係統交互:驅動現代計算的基石》不僅僅是一本理論書籍,更是一本實踐指南。書中大量的代碼示例,均經過精心設計和實際測試,力求清晰、簡潔且具有代錶性。我們鼓勵讀者親手敲擊代碼,動手實踐,通過調試和運行,加深對每一個概念的理解。 誰適閤閱讀本書? 係統級開發者: 需要深入理解操作係統底層,優化程序性能,編寫高效係統工具的開發者。 網絡編程工程師: 緻力於開發穩定、高效的網絡服務和分布式係統的工程師。 嵌入式係統開發者: 需要在資源受限的環境下,精細化管理係統資源和進程的開發者。 操作係統原理研究者: 希望從實踐層麵深入理解操作係統核心機製的學生和研究人員。 對UNIX係統有濃厚興趣的任何技術人員: 渴望解鎖UNIX強大功能的探索者。 結語 UNIX係統憑藉其穩定、高效和靈活的設計哲學,已經深深地嵌入到我們計算世界的每一個角落。從服務器到嵌入式設備,從桌麵應用到雲基礎設施,UNIX的影響無處不在。掌握UNIX係統交互的藝術,意味著掌握瞭驅動現代計算的強大力量。本書將是您通往這一目標最可靠的夥伴,它將帶領您穿越抽象的海洋,抵達UNIX係統核心的堅實彼岸,讓您能夠自信地構建、優化和管理復雜的軟件係統,真正地“驅動現代計算”。