第1章UNIX基础知识
每个程序都会有唯一的数字标识符，称为进程ID，进程ID总是一个非负整数
getpid会返回一个pid_t的数据类型，pid_t最大数据范围是长整型
fork对父进程返回新的子进程的ID（一个非负整数），对子进程返回0.因为fork创建一个进程，所以说它被调用一次，但返回两次（分别在父子进程中）
与进程相同，线程也用ID表示，但线程ID只在它所属的线程内起作用。一个进程中的线程ID在另一个进程中没有意义
用户ID和组ID：通常每一个用户都有唯一一个用户ID
信号：用于通知进程发生某种状态，进程有以下三种处理信号方式
- 忽略信号：对信号不做处理，假装看不见
- 按系统默认方式处理，对于除以0系统默认方式是终止进程
- 捕捉信号：捕捉响应的信号，进行函数处理。
文件描述符和文件指针区分
文件描述符：在linux系统中打开文件就会获得文件描述符，它是个很小的正整数。每个进程在PCB（Process Control Block）中保存着一份文件描述符表，文件描述符就是这个表的索引，每个表项都有一个指向已打开文件的指针。
文件指针：C语言中使用文件指针做为I/O的句柄。文件指针指向进程用户区中的一个被称为FILE结构的数据结构。FILE结构包括一个缓冲区和一个文件描述符。而文件描述符是文件描述符表的一个索引，因此从某种意义上说文件指针就是句柄的句柄（在Windows系统上，文件描述符被称作文件句柄）。
第三章文件I/O
文件描述符0与进程的标准输入关联，文件描述符1与进程输出相关联，文件描述符2与进程的标准错误输出相关联
open函数
lseek函数
write函数
read函数
dup2和dup函数都可以复制一个现有的文件描述符
#include <unistd.h>
int dup(int oldfd);
int dup2(int oldfd, int newfd);
dup函数用来复制参数oldfd所指的文件描述符。当复制成功是，返回最小的尚未被使用过的文件描述符，若有错误则返回-1.错误代码存入errno中返回的新文件描述符和参数oldfd指向同一个文件，这两个描述符共享同一个数据结构，共享所有的锁定，读写指针和各项全现或标志位。
dup2函数，dup2与dup区别是dup2可以用参数newfd指定新文件描述符的数值。若参数newfd已经被程序使用，则系统就会将newfd所指的文件关闭，若newfd等于oldfd，则返回newfd,而不关闭newfd所指的文件。dup2所复制的文件描述符与原来的文件描述符共享各种文件状态。共享所有的锁定，读写位置和各项权限或flags等。
funcl函数可以改变文件打开的属性
第八章进程控制
每个进程都有一个非负数整型表示的唯一进程ID
系统中有一些专用进程，ID为0的进程通常是调度进程，常常被称为交换进程。进程ID 1通常是init进程，init进程决不会终止，它是一个普通的用户进程，但它以一个超级用户特权运行。
pid_t getpid(void); //返回值：调用进程的ID pid_t getppid(void);//返回值：调用进程的父进程ID uid_t getuid(void) //返回值：调用进程的实际用户ID uid_t geteuid(void) //返回值：调用进程的有效用户ID gid_t getgid(void) //返回值：调用进程的实际组ID gid_t getegid(void) //返回值：调用进程的有效组ID
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<stdlib.h>
int globvar = 6;
char buf[] = "a write to stdout\n";
int main(){
int var;
pid_t pid;
var = 88;
if(write(STDOUT_FILENO,buf,sizeof(buf)-1) != sizeof(buf)-1){
exit(1);
}
printf("before fork\n");
if((pid = fork())< 0){
perror("fork");
}else if(pid == 0){
globvar++;
var++;
}else{
sleep(2);
}
printf("pid = %ld, glob = %d,var = %d\n",(long)getpid(),globvar,var);
exit(0);
}
输出
如果去掉before fork的回车
或者不去掉回车但输出到文件里
原因：write函数是不带缓冲的。因为在fork之前调用write,所以其数据写到标准输出一次。但是，标准I/O函数库是带缓冲的。如果标准输出连到终端设备，则它是行缓冲；否则它是全缓冲的，当以交互方式运行程序时，只得到该printf输出的行一次，其原因是标准输出缓冲区有换行符冲洗，但是当将标准输出重定向一个文件时，却得到printf输出两行，其原因是，在fork之前调用一次printf一次，但当调用fork时，该行数据仍在缓冲区中，此时父进程和子进程各自有了带有该行内容的缓冲区。在exit之前的第二个printf将其数据追加到已有缓冲区中。当进程终止时，其缓冲区中的内容都被写到相应文件中。
关于上述缓冲区问题（原文）
什么是缓冲区
缓冲区又称为缓存，它是内存空间的一部分。也就是说，在内存空间中预留了一定的存储空间，这些存储空间用来缓冲输入或输出的数据，这部分预留的空间就叫做缓冲区。缓冲区根据其对应的是输入设备还是输出设备，分为输入缓冲区和输出缓冲区。
为什么要引入缓冲区
我们为什么要引入缓冲区呢？
比如我们从磁盘里取信息，我们先把读出的数据放在缓冲区，计算机再直接从缓冲区中取数据，等缓冲区的数据取完后再去磁盘中读取，这样就可以减少磁盘的读写次数，再加上计算机对缓冲区的操作大大快于对磁盘的操作，故应用缓冲区可大大提高计算机的运行速度。
又比如，我们使用打印机打印文档，由于打印机的打印速度相对较慢，我们先把文档输出到打印机相应的缓冲区，打印机再自行逐步打印，这时我们的CPU可以处理别的事情。现在您基本明白了吧，缓冲区就是一块内存区，它用在输入输出设备和CPU之间，用来缓存数据。它使得低速的输入输出设备和高速的CPU能够协调工作，避免低速的输入输出设备占用CPU，解放出CPU，使其能够高效率工作。
缓冲区的类型
缓冲区 分为三种类型：全缓冲、行缓冲和不带缓冲。
1、全缓冲
在这种情况下，当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。
2、行缓冲
在这种情况下，当在输入和输出中遇到换行符时，执行真正的I/O操作。这时，我们输入的字符先存放在缓冲区，等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。典型代表是键盘输入数据。
3、不带缓冲
也就是不进行缓冲，标准出错情况stderr是典型代表，这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。
缓冲区的刷新
下列情况会引发缓冲区的刷新:
1、缓冲区满时；
2、执行flush语句；
3、执行endl语句；
4、关闭文件。
可见，缓冲区满或关闭文件时都会刷新缓冲区，进行真正的I/O操作。另外，在C++中，我们可以使用flush函数来刷新缓冲区（执行I/O操作并清空缓冲区），如：cout << flush; //将显存的内容立即输出到显示器上进行显示
endl控制符的作用是将光标移动到输出设备中下一行开头处，并且清空缓冲区。
cout < < endl;
相当于
cout < < ”\n”< < flush;
文件共享
如果父进程和子进程写同一描述符所指向的文件（假定所用文件描述符是在fork之前打开）
在fork之后处理文件描述符有以下两种情况：
1）父进程等待子进程完成。在这种情况下，父进程无需对其描述符做任何处理。当子进程终止后，它曾进行读、写操作的任一共享描述符的文件偏移量已做了相应更新。
2）父进程和子进程各自执行不同程序段。在这种情况下，在fork之后，父进程和子进程各自关闭它们不需要使用的文件描述符，这样就不会干扰对方使用的文件描述符。这种方法是网络服务进程经常使用的。
wait函数
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
pid_t wait (int * status);
参数 status 是一个整形指针。如果status不是一个空指针,则终止进程的终止状态将存储在该指针所指向的内存单元中。如果不关心终止状态,可以将 status参数设置为NULL。
status 不是NULL时子进程的结束状态值会由参数 status 返回，而子进程的进程识别码作为函数返回值返回。
调用 wait 函数时,调用进程将会出现下面的情况:
· 如果其所有子进程都还在运行,则阻塞。
· 如果一个子进程已经终止,正等待父进程获取其终止状态,则获取该子进程的终止状态然后立即返回。
· 如果没有任何子进程,则立即出错返回。
如果执行成功则返回子进程识别码（PID），如果有错误发生则返回-1。失败原因存于errno 中。
如果子进程已经终止，并且是一个僵尸进程，则wait立即返回并取得该子进程的状态，否则wait使其调用者阻塞，直到一个子进程终止。如果调用者阻塞而且它有多个子进程，则在其某个子进程终止时，wait函数就立即返回。要想处理多个僵尸进程则调用多次wait函数
exec函数
用fork函数创建子进程后，子进程往往要调用一种exec函数用以执行另一个程序，当程序调用一种exec函数时，该进程执行的程序完全替代为新程序，而新程序则从其main函数开始执行。因为调用exec函数并不是创建新进程，所以前后的进程ID并未改变。exec只是用磁盘上的一个新程序替换了当前进程的正文段、数据段、堆段和栈段。
用fork函数可以创建新进程，用exec函数可以初始执行的新程序。exit函数和wait函数处理终止和等待终止。
头文件：
#include <unistd.h>
原型：
int execl(const char *path, const char arg, … / (char *) NULL */);
int execle(const char *path, const char arg, … /, (char *) NULL, char * const envp[] */);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
int execvpe(const char *file, char *const argv[], char *const envp[]);
int execlp(const char *file, const char arg, … / (char *) NULL */);
参数：
path：要执行的程序路径。可以是绝对路径或者是相对路径。在execv、execve、execl和execle这4个函数中，使用带路径名的文件名作为参数。
file：要执行的程序名称。如果该参数中包含“/”字符，则视为路径名直接执行；否则视为单独的文件名，系统将根据PATH环境变量指定的路径顺序搜索指定的文件。
argv：命令行参数的矢量数组。
envp：带有该参数的exec函数可以在调用时指定一个环境变量数组。其他不带该参数的exec函数则使用调用进程的环境变量。
arg：程序的第0个参数，即程序名自身。相当于argv[O]。
…：命令行参数列表。调用相应程序时有多少命令行参数，就需要有多少个输入参数项。注意：在使用此类函数时，在所有命令行参数的最后应该增加一个空的参数项(NULL)，表明命令行参数结束。
返回值：一1表明调用exec失败，无返回表明调用成功。
第十章信号
进程调度kill函数可将任意信号发送给另一个进程或进程组。自然，对此有所限制：接受信号进程和发送信号进程所有者必须相同，或发送信号进程的所有者必须是超级用户。
第十一章线程
一个进程的所有信息对该进程的所有线程是共享的，包括可执行程序的代码、程序的全局内存和堆内存、堆内存、栈以及文件描述符
进程ID在整个系统中是唯一的，但线程ID不同，线程ID只有在它所属的进程上下文中才有意义
当主线程退出时，其它线程会被终止
线程可以通过调用pthread_self函数获取自身线程ID
#include<pthread.h>
pthread_t pthread_self(void);
返回值：调用线程的线程ID
线程创建
#include<pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);
thread 指向线程标识符(ID)的指针。
attr 用来设置线程属性,一般为NULL
start_routine 线程运行函数的起始地址。
arg 运行函数的参数。
线程终止
如果进程中的任意线程调用exit、_Exit或者_exit，那么整个进程就会终止
#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);
线程通过调用pthread_exit函数终止执行，就如同进程在结束时调用exit函数一样。
在main线程中调用pthread_exit会起到只让main线程退出，但是保留进程资源，供其他由main创建的线程使用，直至所有线程都结束，但在其他线程中不会有这种效果
#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
pthread_join()函数，以阻塞的方式等待thread指定的线程结束。当函数返回时，被等待线程的资源被收回。如果线程已经结束，那么该函数会立即返回。并且thread指定的线程必须是joinable的。
pthread_join函数与pthread_exit函数区别
pthread_join一般是主线程来调用，用来等待子线程退出，因为是等待，所以是阻塞的，一般主线程会依次join所有它创建的子线程。
pthread_exit一般是子线程调用，用来结束当前线程。
子线程可以通过pthread_exit传递一个返回值，而主线程通过pthread_join获得该返回值，从而判断该子线程的退出是正常还是异常。
互斥量
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
如成功返回0，否则，返回错误编号
要用默认属性初始化互斥量，只需把attr设为NULL。
互斥变量用pthread_mutex_t数据类型表示，在使用互斥变量以前，必须首先对它进行初始化，可以调用pthread_mutex_init函数进行初始化，如果动态分配互斥量（例如，通过malloc函数），在释放内存前需要调用pthread_mutex_destroy
对互斥量进行加锁，需要调用pthread_mutex_lock,如果互斥量已经上锁，调用线程将阻塞直到互斥量被解锁。对互斥量解锁，需要调用pthread_mutex_unlock
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
返回值：若成功返回0，否则返回错误编号
