可移植操作系统接口--POSIX

什么是POSIX

POSIX（Portable Operating System Interface，可移植操作系统接口）是一个标准，它定义了操作系统接口的一系列规范。POSIX标准最初由IEEE制定，现在由Open Group维护。

POSIX标准的主要目的是为了保证不同操作系统之间的兼容性，使得开发者能够编写可移植的应用程序，而不必担心不同操作系统之间的差异。POSIX标准定义了许多系统调用、库函数和命令行工具，这些都是操作系统提供给应用程序的接口。

POSIX标准包括许多部分，如POSIX.1、POSIX.2、POSIX.4等等。其中，POSIX.1定义了基本的系统调用和库函数，如文件操作、进程管理、信号处理等等。POSIX.2定义了一些额外的命令行工具和库函数，如awk、sed、grep等等。POSIX.4则定义了一些高级功能，如实时操作系统、多线程支持、网络编程等等。

POSIX标准的另一个重要特点是它的可扩展性。如果操作系统提供了额外的功能，可以通过扩展POSIX标准来支持这些功能。这使得POSIX标准能够跟上操作系统的发展，保持其在可移植性方面的优势。

linux下的POSIX

在Linux下，POSIX规范主要包括以下内容：

1. Shell和工具：包括sh、awk、sed、grep等常用工具以及shell脚本语言。

2. 系统调用：包括文件I/O、进程管理、信号处理、网络通信、时间管理等。

3. 库函数：包括C标准库、数学库、字符串库、网络库等。

4. 头文件：包括标准头文件、网络头文件、系统调用头文件等。

5. 环境变量和命令行参数：包括PATH、HOME、USER、SHELL等常用环境变量以及命令行参数的解析规则。

6. 进程间通信：包括管道、信号、共享内存、消息队列等。

7. 线程和同步：包括线程创建、同步原语、互斥锁、条件变量等。

8. 文件系统：包括文件和目录操作、文件权限、文件系统接口等。

POSIX常用api

在Linux系统中，POSIX提供了许多函数，包括：

1. 文件操作函数

• access()：检查文件是否存在并有权限
• chdir()：改变当前工作目录
• chmod()：修改文件权限
• chown()：修改文件所有者和组
• creat()：创建文件
• dup()：复制文件描述符
• dup2()：复制文件描述符并指定新的文件描述符
• fchown()：修改文件所有者和组
• fcntl()：对文件描述符进行控制操作
• flock()：对文件进行加锁和解锁操作
• ftruncate()：截断文件
• getcwd()：获取当前工作目录
• link()：创建文件硬链接
• lstat()：获取符号链接的信息
• mkdir()：创建目录
• mkfifo()：创建命名管道
• mknod()：创建设备文件
• open()：打开文件
• opendir()：打开目录
• read()：读取文件
• readdir()：读取目录
• readlink()：读取符号链接
• rename()：重命名文件或目录
• rmdir()：删除目录
• stat()：获取文件状态信息
• symlink()：创建符号链接
• truncate()：截断文件
• unlink()：删除文件或符号链接
• utime()：修改文件访问和修改时间
• write()：写入文件

2. 进程控制函数

• _exit()：退出进程
• abort()：异常退出进程
• alarm()：设置定时器
• atexit()：注册进程退出时的函数
• chroot()：改变根目录
• exec()：执行命令
• fork()：创建子进程
• getpid()：获取当前进程ID
• getppid()：获取当前进程的父进程ID
• getpgid()：获取进程组ID
• getpgrp()：获取进程组ID
• getpriority()：获取进程优先级
• kill()：向进程发送信号
• nice()：修改进程优先级
• pause()：挂起进程
• pipe()：创建管道
• setpgid()：设置进程组ID
• setsid()：创建新会话
• sleep()：休眠进程
• tcgetpgrp()：获取前台进程组ID
• tcsetpgrp()：设置前台进程组ID
• wait()：等待子进程结束
• waitpid()：等待指定子进程结束

3. 信号处理函数

• raise()：向当前进程发送信号
• sigaction()：安装信号处理器
• sigaddset()：将信号添加到信号集中
• sigdelset()：将信号从信号集中删除
• sigemptyset()：清空信号集
• sigfillset()：将所有信号添加到信号集中
• sigismember()：判断信号是否在信号集中
• signal()：设置信号处理函数
• sigpending()：获取未处理的信号集
• sigprocmask()：设置或获取信号屏蔽字
• sigsuspend()：挂起进程，等待信号

4. 线程控制函数

• pthread_attr_destroy()：销毁线程属性对象
• pthread_attr_init()：初始化线程属性对象
• pthread_attr_getdetachstate()：获取线程分离状态
• pthread_attr_setdetachstate()：设置线程分离状态
• pthread_create()：创建线程
• pthread_detach()：将线程设置为分离状态
• pthread_equal()：判断两个线程ID是否相等
• pthread_exit()：退出线程
• pthread_join()：等待线程结束
• pthread_mutex_destroy()：销毁互斥锁
• pthread_mutex_init()：初始化互斥锁
• pthread_mutex_lock()：加锁
• pthread_mutex_trylock()：尝试加锁
• pthread_mutex_unlock()：解锁
• pthread_self()：获取当前线程ID

5. 时间和日期函数

• asctime()：将时间转换为字符串
• clock()：获取进程CPU时间
• ctime()：将时间转换为字符串
• difftime()：计算两个时间之间的差值
• gmtime()：将时间转换为UTC时间
• localtime()：将时间转换为本地时间
• mktime()：将时间转换为秒数
• strftime()：格式化时间输出
• time()：获取当前时间
• gettimeofday()：获取当前时间和时区

以上是大部分常用的API，POSIX函数的文档可以在IEEE Std 1003.1标准中找到，该标准定义了Unix和类Unix操作系统的API，许多Unix操作系统提供了man手册，可以在终端中使用man命令来查看POSIX函数的文档。

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