Linux (系统、网络、shell、数据结构)相关细节

一：系统编程细节

1. 一切皆文件

    1. VFS不仅包括file结构体,还有inode结构体和super block结构体
    2. 在linux文件总共分成7种：
        (1) 普通文件       ：存储普通数据
        (2) 目录文件       : 文件系统管理的重要文件类型
        (3) 管道文件       ：用于进程间通信的特殊文件,也称为命名管道FIFO
        (4) 套接字文件    : 网络通信的特殊文件
        (5) 链接文件       ：间接访问另外一个目标文件
        (6) 字符块设备文件 ：字符设备在应用层的访问接口
        (7) 块设备文件    : 块设备应用层的访问接口
    

2. 文件操作

   1. 应用程序的一切行为都依赖于这个操作系统,但是这个操作系统的内部函数应用层的程序是不能直接被访问的
        因此操作系统提供了系统调用接口。

3. 系统I/O

    1. open()函数需要注意点：
      (1) mode是八进制权限,比如0644或者0755等
        (2) 它可以用来打开普通文件,块设备文件,字符设备文件，链接文件和管道文件
        (3) open只能用来创建普通文件！每一种特殊文件的创建都有其特定的其他函数
        (4) 其返回值就是一个代表这个文件的描述符,是一个非负整数
    2. 文件描述符：0,1,2 分别代表： 标准输入,标准输出,标准出错
    3. 在内核中打开的文件是用file结构体来表示的,每一个结构体都会有一个指针来指向它。
    4. 一个进程与文件的关系：文件描述符的本质
        进程控制块结构体
         struct task_struct
         {
   
             *files--> struct files_struct
                         {
   
                            fd_array[*file]--> struct file
                                                {
   
                                                    a.txt相关属性
                                                };
                         };
         };
    5. 文件描述符：用户空间每一次调用open()函数都会使得内核实例化一个file{
   }结构体
                    并将一个指向该结构体的指针一次存放在fd_array[]中,该指针所占据的数组下标就是其文件描述符。
    6. read()和write()的注意点：
        (1) 实际的读/写字节数要通过返回值来判断，参数count只是一个"愿望值"
        (2) 当实际的读/写字节数小于count时,有以下两种情况：
            <1> 读操作时,文件剩余可读字节数不足count.
            <2> 读/写操作期间,进程收到异步信号
        (3) 不管是读还是写,文件的位置偏移量(即内核中的f_pos)都会加上实际读/写的字节数,不断地往后偏移
    7. lseek()只对普通文件有效,特殊文件无法调整偏移量的。
    8. dup2()可以通过第2个参数newfd来指定一个文件描述符，如果这个指定的描述符已经存在,将会被覆盖
    9. fcntl()函数里面的 struct flock结构体注意点：
        (1) 对一个文件必须有可读可写的权限,才能分别对该文件加读记录锁和写记录锁
        (2) 由于缓冲区的原因,应避免在涉及记录锁的场合使用标准I/O ,改用系统I/O函数调用
        (3) 记录锁不会被通过fork()系统调用创建出来的子进程继承,但可以在进程执行execve()加载新代码之后继续保持
        (4) 记录锁可以是协商性的,也可以是强制性的,默认是协商性的。
        (5) 协商性的记录锁不对文件本身做任何处理,因此只能用于相互协作的进程之间。
        (6) 强制性的记录锁将会作用于文件本身使得任何进程在读/写已经加了所的文件的相关区域时阻塞或发生错误。

    10. 系统I/O 特点：
        (1) 更具有通用性,不管是普通文件,管道文件,设备节点文件,套接字文件等都可以使用
        (2) 简约性 ,对文件内数据的读写在任何情况下都是不带任何格式的,而且数据的读写也都没有经过任何缓冲处理
    

4. 标准I/O

    1. 标准I/O特点：
        (1) 标准I/O提供缓存区,增加数据的吞吐量
        (2) 数据将会先存储在一个标准I/O缓冲区中,而后在一定条件下才能被一并flush(冲洗,或称刷新)至内核
            而不是像系统I/O那样,数据直接被flush至内核。
    2. getchar() 默认从标准输入设备读取一个字符
       putchar()默认从标准输出设备输出一个字符
    3. fgetc()和fputc()是函数,getc()和putc()是宏定义
    4. 两组输入\输出函数一般成对使用,fgetc()和fputc(),getc()和putc(),getchar()和putchar()
    5. fgets()与 fgetc()一样,当其返回NULL 时,不能确定究竟是达到文件末尾还是碰到错误,需要用到feof()/ferror()
        进一步判断。
    6. fgets()每次读取之多不超过size个字节的一行,所谓的一行,即数据之多包含一个换行符'\n'

5. 文件属性

   1. 文件属性