C语言系统编程与进程通信

📚 共计 30 章节

C语言与操作系统

C语言在系统编程中的地位 · 操作系统接口（系统调用）· 用户态与内核态 · GCC编译器的基本使用

系统调用GCC

文件I/O基础

文件描述符的概念 · open/close/read/write系统调用 · 标准文件描述符 · 文件权限与umask

文件描述符umask

文件I/O进阶

lseek系统调用 · 文件共享与原子操作 · dup和dup2重定向 · fcntl函数

FILE结构体 · fopen/fclose/fread/fwrite · 缓冲机制（全缓冲/行缓冲/无缓冲）· 与系统调用的对比

进程的概念与生命周期 · 进程ID（PID）与父进程ID（PPID）· 进程状态 · ps和top命令

fork系统调用 · 写时拷贝技术 · fork的返回值与父子进程关系 · getpid/getppid

fork写时拷贝

exec族函数（execl/execlp/execle/execv/execvp）· fork+exec组合 · system函数

exit与_exit的区别 · atexit注册终止处理函数 · 孤儿进程与僵尸进程 · wait和waitpid

僵尸进程waitpid

进程间通信概述

IPC的概念 · IPC的分类（管道/信号/共享内存/消息队列/信号量/套接字）· 优缺点对比

pipe函数 · 管道的读写规则 · 阻塞与非阻塞 · 父子进程管道通信示例

mkfifo函数 · FIFO的创建与打开 · FIFO的读写规则 · 无亲缘关系进程通信

信号的概念与作用 · 常见信号（SIGINT/SIGKILL/SIGSEGV等）· signal函数 · 信号的不可靠性

sigaction函数 · 信号集与sigprocmask · sigpending · 可重入函数与异步信号安全

sigaction可重入

alarm与pause函数 · setitimer定时器 · SIGCHLD信号处理子进程 · 信号驱动I/O

shmget/shmat/shmdt/shmctl · 共享内存的同步问题 · System V与POSIX共享内存

msgget/msgsnd/msgrcv/msgctl · 消息队列的优缺点 · System V消息队列示例

信号量的概念 · semget/semop/semctl · 二元信号量与计数信号量 · 生产者消费者问题

POSIX消息队列（mq_open/mq_send/mq_receive）· POSIX信号量（sem_open/sem_wait/sem_post）· 与System V对比

mmap函数 · 文件映射与匿名映射 · mmap实现父子进程通信 · mmap实现文件拷贝

mmap匿名映射

套接字基础

套接字的概念 · 字节序（大端/小端）· IP地址转换函数 · socket/connect/bind/listen/accept

socket字节序

TCP三次握手与四次挥手 · TCP客户端/服务器模型 · 多进程并发服务器 · 多线程并发服务器

UDP的特点 · UDP客户端/服务器模型 · UDP的广播与组播 · UDP与TCP的选择

本地套接字

Unix域套接字 · sockaddr_un结构体 · 本地流式套接字 · 本地数据报套接字

Unix域sockaddr_un

select函数 · poll函数 · epoll函数（LT与ET模式）· epoll实现高并发服务器

线程的概念与优势 · pthread_create/pthread_exit/pthread_join · 线程ID与进程ID

pthread线程ID

互斥锁（pthread_mutex_t）· 读写锁（pthread_rwlock_t）· 条件变量（pthread_cond_t）

互斥锁条件变量

线程安全函数 · 线程局部存储（TLS）· __thread关键字 · 线程与信号

守护进程的概念 · 创建守护进程的步骤（fork/umask/setsid等）· syslog日志系统

非阻塞I/O · I/O多路复用（回顾）· 异步I/O（AIO）· 存储映射I/O

基于epoll+线程池的高并发服务器 · 进程间通信综合应用（共享内存+信号量）· gdb/strace/valgrind调试技巧

epoll线程池gdb