Unix環(huán)境高級(jí)編程雖然是一本很經(jīng)典的案頭必備的書(shū)籍，但它更像是一本字典，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)看起來(lái)很艱難，《Unix/Linux編程實(shí)踐教程》中有趣的實(shí)例與循序漸進(jìn)的講解，我認(rèn)為更適合初學(xué)者的學(xué)習(xí)

【課程目錄】

第1章：unix系統(tǒng)編程概述

介紹

什么是系統(tǒng)編程

簡(jiǎn)單的程序模型

系統(tǒng)模型

操作系統(tǒng)的職責(zé)

為程序提供服務(wù)

理解系統(tǒng)編程

系統(tǒng)資源

目標(biāo)：理解系統(tǒng)編程

方法：通過(guò)三個(gè)問(wèn)題來(lái)理解

從用戶(hù)的角度來(lái)理解unix

unix能做些什么

登錄–運(yùn)行程序–注銷(xiāo)

目錄操作

文件操作

從系統(tǒng)的角度來(lái)看unix

用戶(hù)和程序之間的連接方式

網(wǎng)絡(luò)橋牌

bc：unix的計(jì)算器

從bc/dc到web

動(dòng)手實(shí)踐

工作步驟與概要圖

接下來(lái)的工作步驟

unix的概要圖

unix的發(fā)展歷程

第2章：用戶(hù)、文件操作與聯(lián)機(jī)幫助：編寫(xiě)who命令

介紹

關(guān)于命令who

問(wèn)題1：who命令能做些什么

問(wèn)題2：who命令是如何工作的

問(wèn)題3：如何編寫(xiě)who

問(wèn)題：如何從文件中讀取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

答案：使用open、read和close

編寫(xiě)wh01.c

顯示登錄信息

編寫(xiě)wh02.c

回顧與展望

編寫(xiě)cp(讀和寫(xiě))

問(wèn)題1：cp命令能做些什么

問(wèn)題2：cp命令是如何創(chuàng)建/重寫(xiě)文件的

問(wèn)題3：如何編寫(xiě)cp

unix編程看起來(lái)好像很簡(jiǎn)單

提高文件i/o效率的方法：使用緩沖

緩沖區(qū)的大小對(duì)性能的影響

為什么系統(tǒng)調(diào)用需要很多時(shí)間

低效率的wh02.c

在wh02.c中運(yùn)用緩沖技術(shù)

內(nèi)核緩沖技術(shù)

文件讀寫(xiě)

注銷(xiāo)過(guò)程：做了些什么

注銷(xiāo)過(guò)程：如何工作的

改變文件的當(dāng)前位置

編寫(xiě)終端注銷(xiāo)的代碼

處理系統(tǒng)調(diào)用中的錯(cuò)誤

第3章：目錄與文件屬性：編寫(xiě)ls

介紹

問(wèn)題1：1s命令能做什么

1s可以列出文件名和文件的屬性

列出指定目錄或文件的信息

經(jīng)常用到的命令行選項(xiàng)

問(wèn)題1的答案

文件樹(shù)

問(wèn)題2：1s是如何工作的

什么是目錄

是否可以用open、read和close來(lái)操作目錄

如何讀目錄的內(nèi)容

問(wèn)題3：如何編寫(xiě)ls

編寫(xiě)ls-1

問(wèn)題1：ls-1能做些什么

問(wèn)題2：ls-1是如何工作的

用stat得到文件信息

stat提供的其他信息

如何實(shí)現(xiàn)

將模式字段轉(zhuǎn)換成字符

將用戶(hù)/組id轉(zhuǎn)換成字符串

編寫(xiě)ls2.c

三個(gè)特殊的位

set-user-id位

set-group-id位

sticky位

用ls-1看到的特殊屬性

ls小結(jié)

設(shè)置和修改文件的屬性

文件類(lèi)型

許可位與特殊屬性位

文件的鏈接數(shù)

文件所有者與組

文件大小

時(shí)間

文件名

第4章：文件系統(tǒng)：編寫(xiě)pwd

介紹

從用戶(hù)的角度看文件系統(tǒng)

目錄和文件

目錄命令

文件操作命令

針對(duì)目錄樹(shù)的命令

目錄樹(shù)的深度幾乎沒(méi)有限制

unix文件系統(tǒng)小結(jié)

unix文件系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

第一層抽象：從磁盤(pán)到分區(qū)

第二層抽象：從磁盤(pán)到塊序列

第三層抽象：從塊序列到三個(gè)區(qū)域的劃分

文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：創(chuàng)建一個(gè)文件的過(guò)程

文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：目錄的工作過(guò)程

文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：cat命令的工作原理

i-節(jié)點(diǎn)和大文件

unix文件系統(tǒng)的改進(jìn)

理解目錄

理解目錄結(jié)構(gòu)

與目錄樹(shù)相關(guān)的命令和系統(tǒng)調(diào)用

編寫(xiě)pwd

pwd的工作過(guò)程

pwd的一種版本

多個(gè)文件系統(tǒng)的組合：由多棵樹(shù)構(gòu)成的樹(shù)

裝載點(diǎn)

多重i-節(jié)點(diǎn)號(hào)和設(shè)備交叉鏈接

符號(hào)鏈接

第5章：連接控制：學(xué)習(xí)stty

為設(shè)備編程

設(shè)備就像文件

設(shè)備具有文件名

設(shè)備和系統(tǒng)調(diào)用

例子：終端就像文件

設(shè)備文件的屬性

編寫(xiě)write程序

設(shè)備文件和i-節(jié)點(diǎn)

設(shè)備與文件的不同之處

磁盤(pán)連接的屬性

屬性1：緩沖

屬性2：自動(dòng)添加模式

用open控制文件描述符

磁盤(pán)連接小結(jié)

終端連接的屬性

終端的i/o并不如此簡(jiǎn)單

終端驅(qū)動(dòng)程序

stty命令

編寫(xiě)終端驅(qū)動(dòng)程序：關(guān)于設(shè)置

編寫(xiě)終端驅(qū)動(dòng)程序：關(guān)tx數(shù)

編寫(xiě)終端驅(qū)動(dòng)程序：關(guān)于位

編寫(xiě)終端驅(qū)動(dòng)程序：幾個(gè)程序例子

終端連接小結(jié)

其他設(shè)備編程：ioctl

文件、設(shè)備和流

第6章：為用戶(hù)編程：終端控制和信號(hào)

軟件工具與針對(duì)特定設(shè)備編寫(xiě)的程序

終端驅(qū)動(dòng)程序的模式

規(guī)范模式：緩沖和編輯

非規(guī)范處理

終端模式小結(jié)

編寫(xiě)一個(gè)用戶(hù)程序：play_again.c

信號(hào)

ctrl-c做什么

信號(hào)是什么

進(jìn)程該如何處理信號(hào)

信號(hào)處理的例子

為處理信號(hào)做準(zhǔn)備：play_again4.c

進(jìn)程終止

為設(shè)備編程

第7章：事件驅(qū)動(dòng)編程：編寫(xiě)一個(gè)視頻游戲

視頻游戲和操作系統(tǒng)

任務(wù)：?jiǎn)稳藦椙蛴螒?pong)

屏幕編程：curses庫(kù)

介紹curses

curses內(nèi)部：虛擬和實(shí)際屏幕

時(shí)間編程：sleep

時(shí)鐘編程1：alarms

添加時(shí)延：sleep

sleep()是如何工作的：使用unix中的alarms

調(diào)度將要發(fā)生的動(dòng)作

時(shí)間編程2：間隔計(jì)時(shí)器

添加精度更高的時(shí)延：usleep

三種計(jì)時(shí)器：真實(shí)、進(jìn)程和實(shí)用

兩種間隔：初始和重復(fù)

用間隔計(jì)時(shí)器編程

計(jì)算機(jī)有幾個(gè)時(shí)鐘

計(jì)時(shí)器小結(jié)

信號(hào)處理1：使用signal

早期的信號(hào)處理機(jī)制

處理多個(gè)信號(hào)

測(cè)試多個(gè)信號(hào)

信號(hào)機(jī)制其他的弱點(diǎn)

信號(hào)處理2：sigaction

處理多個(gè)信號(hào)：sigaction

信號(hào)小結(jié)

防止數(shù)據(jù)損毀(datacorruption)

數(shù)據(jù)損毀的例子

臨界(criticalsections)

阻塞信號(hào)：sigprocmask和sigsetops

重入代碼(reentrantcode)：遞歸調(diào)用的危險(xiǎn)

視頻游戲中的臨界區(qū)

kill：從另–個(gè)進(jìn)程發(fā)送的信號(hào)

使用計(jì)時(shí)器和信號(hào)：視頻游戲

bounceld.c：在一條線(xiàn)上控制動(dòng)畫(huà)

bounce2d.c：兩維動(dòng)畫(huà)

完成游戲

輸入信號(hào)，異步i/o

使用異步i/o

方法1：使用oasync

方法2：使用aio..read

彈球程序中需要異步讀人嗎

異步輸入、視頻游戲和操作系統(tǒng)

第8章：進(jìn)程和程序：編寫(xiě)命令解釋器sh

進(jìn)程=運(yùn)行中的程序

通過(guò)命令ps學(xué)習(xí)進(jìn)程

系統(tǒng)進(jìn)程

進(jìn)程管理和文件管理

內(nèi)存和程序

shell：進(jìn)程控制和程序控制的–個(gè)工具

shell是如何運(yùn)行程序的

shell的主循環(huán)

問(wèn)題1：一個(gè)程序如何運(yùn)行另一個(gè)程序

問(wèn)題2：女口何建立新的進(jìn)程

問(wèn)題3：父進(jìn)程如何等待子進(jìn)程的退出

小結(jié)：shell如何運(yùn)行程序

實(shí)現(xiàn)一個(gè)shell：psh2.c

思考：用進(jìn)程編程

exit和exec的其他細(xì)節(jié)

進(jìn)程死亡：exit和_exit

exec家族??

第9章：可編程的shell、shell變量和環(huán)境：編寫(xiě)自己的shell

shell編程

什么是以及為什么要使用shell腳本語(yǔ)言

smshl–命令行解析

shell中的流程控制

if語(yǔ)句做些什么

if是女口何工作的

在stash中增加if

smsh2.c：修改后的代碼

shell變量：局部和全局

使用shell變量

變量的存儲(chǔ)

增加變量命令：built-ins

效果如何

環(huán)境：個(gè)性化設(shè)置

使用環(huán)境

什么是環(huán)境以及它是如何工作的

在smsh中增加環(huán)境處理

varlib.c的代碼

已實(shí)現(xiàn)的shell的功能

第10章：i/o重定向和管道

shell編程

一個(gè)shell應(yīng)用程序：監(jiān)視系統(tǒng)用戶(hù)

標(biāo)準(zhǔn)i/o與重定向的若干概念

概念1：3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件描述符

默認(rèn)的連接：tty

程序都輸出到stdout

重定向i/o的是shell而不是程序

理解i/o重定向

概念2：“最低可用文件描述符(lowest-available-fd)”原則

兩個(gè)概念的結(jié)合

如何將stdin定向到文件

方法1：closethenopen

方法2：open..close..dup..close

系統(tǒng)調(diào)用dup小結(jié)

方法3：open..dup2..close

shell為其他程序重定向stdin

為其他程序重定向i/o：who]userlist

管道編程

創(chuàng)建管道

使用fork來(lái)共享管道

使用pipe、fork以及exec

技術(shù)細(xì)節(jié)：管道并非文件

第11章：連接到近端或遠(yuǎn)端的進(jìn)程：服務(wù)器與socket(套接宇)

產(chǎn)品和服務(wù)

一個(gè)簡(jiǎn)單的比喻：飲料機(jī)接口

bc：unix中使用的計(jì)算器

編寫(xiě)bc：pipe、fork、dup、exec

對(duì)協(xié)同進(jìn)程的討論

fdopen：讓文件描述符像文件–樣使用

popen-讓進(jìn)程看似文件

popen的功能

實(shí)現(xiàn)popen：使用fdopen命令

訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)：文件、應(yīng)用程序接el(apl)和服務(wù)器

socket：與遠(yuǎn)端進(jìn)程相連

類(lèi)比：“電話(huà)中傳來(lái)聲音：現(xiàn)在時(shí)間是…”

因特網(wǎng)時(shí)間、dap和天氣服務(wù)器

服務(wù)列表：眾所周知的端口

編寫(xiě)timeserv? ?? ???.? ?? ???cc時(shí)間服務(wù)器

測(cè)試timeserv.c

編寫(xiě)timecint.c：時(shí)間服務(wù)客戶(hù)端

測(cè)試timecint.c

另一種服務(wù)器：遠(yuǎn)程的ls

軟件精靈

第12章：連接和協(xié)議：編寫(xiě)web服務(wù)器

服務(wù)器設(shè)計(jì)重點(diǎn)

三個(gè)主要操作

操作1和操作2：建立連接

操作1：建立服務(wù)器端socket

操作2：建立到服務(wù)器的連接

socklib.c

操作3：客戶(hù)/服器的會(huì)話(huà)

使用socklib.c的timeserv/timecint

第2版的服務(wù)器：使用fork

服務(wù)器的設(shè)計(jì)問(wèn)題：diy或代理

編寫(xiě)web服務(wù)器

web服務(wù)器功能

設(shè)計(jì)web服務(wù)器

web服務(wù)器協(xié)議

編寫(xiě)web服務(wù)器

運(yùn)行web服務(wù)器

webserv的源程序

比較web服務(wù)器

第13章：基于數(shù)據(jù)報(bào)(datagram)的編程：編寫(xiě)許可證服務(wù)器

軟件控制

許可證控制簡(jiǎn)史

一個(gè)非計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)例：轎車(chē)管理系統(tǒng)

轎車(chē)鑰匙管理描述

用客戶(hù)/服務(wù)器方式管理轎車(chē)

許可證管理

許可證服務(wù)系統(tǒng)：它做些什么

許可證服務(wù)系統(tǒng)：如何工作

一個(gè)通信系統(tǒng)的例子

數(shù)據(jù)報(bào)socket

流與數(shù)據(jù)報(bào)的比較

數(shù)據(jù)報(bào)編程

sendto和recvfrom的小結(jié)

數(shù)據(jù)報(bào)應(yīng)答

數(shù)據(jù)報(bào)小結(jié)

許可證服務(wù)器版本1.0

客戶(hù)端版本1

服務(wù)器端版本1

測(cè)試版本1

進(jìn)一步的工作

處理現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題

處理客戶(hù)端崩潰

處理服務(wù)器崩潰

測(cè)試版本2

分布式許可證服務(wù)器

unix域socket

文件名作為socket地址

使用unix域socket編程

小結(jié)；socket和服務(wù)器

第14章：線(xiàn)程機(jī)制：并發(fā)函數(shù)的使用

同一時(shí)刻完成多項(xiàng)任務(wù)

函數(shù)的執(zhí)行路線(xiàn)

一個(gè)單線(xiàn)程程序

一個(gè)多線(xiàn)程程序

相關(guān)函數(shù)小結(jié)

線(xiàn)程間的分工合作

例1：incrprint.c

例2：twordcount.c

線(xiàn)程內(nèi)部的分工合作：小結(jié)

線(xiàn)程與進(jìn)程

線(xiàn)程間互通消息

通知選舉中心

使用條件變量編寫(xiě)程序

使用條件變量的函數(shù)

回到web服務(wù)器的例子

多線(xiàn)程的web服務(wù)器

web服務(wù)器程序的改進(jìn)

多線(xiàn)程版本允許一個(gè)新的功能

防止僵尸線(xiàn)程(zombiethreads)：獨(dú)立線(xiàn)程

web服務(wù)器代碼

線(xiàn)程和動(dòng)畫(huà)

使用線(xiàn)程的優(yōu)點(diǎn)

多線(xiàn)程版本的bouneeld.c

基于多線(xiàn)程機(jī)制的多重動(dòng)畫(huà)：tanimate.c

tanimate.c中的互斥量

屏幕控制線(xiàn)程??

第15章：進(jìn)程間通信(1pc)

編程方式的選擇

talk命令：從多個(gè)數(shù)據(jù)源讀取數(shù)據(jù)

同時(shí)從兩個(gè)文件描述符讀取數(shù)據(jù)

select系統(tǒng)調(diào)用

select與talk

select與poll

通信的選擇

一個(gè)問(wèn)題的三種解決方案

通過(guò)文件的進(jìn)程間通信

命名管道

共享內(nèi)存

各種進(jìn)程間通信方法的比較

進(jìn)程之間的分工合作

文件鎖

信號(hào)量(semaphores)

socket及fifo與共享的存儲(chǔ)

打印池

多個(gè)寫(xiě)者、一個(gè)讀者

客戶(hù)/服務(wù)器模型

縱觀ipc

連接與游戲