C++ Linux系統編程的基礎知識

C++ Linux系統編程是指使用C++語言在Linux操作系統上進行編程。這涉及到許多方面，包括文件操作、進程管理、線程管理、網絡編程等。以下是一些C++ Linux系統編程的基礎知識：

1. 文件操作

• 打開文件：使用open()函數。
• 讀取文件：使用read()函數。
• 寫入文件：使用write()函數。
• 關閉文件：使用close()函數。
• 文件指針：使用fopen(), fclose(), fread(), fwrite()等函數。

2. 進程管理

• 創建進程：使用fork()函數。
• 執行新程序：使用exec()系列函數（如execl(), execp(), execv()等）。
• 等待進程結束：使用wait()或waitpid()函數。
• 進程間通信：使用管道（pipe()）、命名管道（mkfifo()）、信號量（semaphore.h）、共享內存（shmget(), shmat()等）。

3. 線程管理

• 創建線程：使用pthread_create()函數。
• 線程同步：使用互斥鎖（pthread_mutex_t）、條件變量（pthread_cond_t）、讀寫鎖（pthread_rwlock_t）等。
• 線程分離：使用pthread_detach()函數。
• 線程取消：使用pthread_cancel()函數。

4. 網絡編程

• 套接字編程：使用socket(), bind(), listen(), accept(), connect(), send(), recv()等函數。
• 地址族：IPv4（AF_INET）和IPv6（AF_INET6）。
• 協議：TCP（SOCK_STREAM）和UDP（SOCK_DGRAM）。

5. 內存管理

• 動態內存分配：使用malloc(), calloc(), realloc(), free()等函數。
• 內存映射文件：使用mmap()函數。

6. 信號處理

• 注冊信號處理函數：使用signal()或sigaction()函數。
• 發送信號：使用kill()函數。

7. 錯誤處理

• 檢查返回值：大多數系統調用都會返回錯誤碼，需要使用errno進行檢查。
• **使用perror()或strerror()打印錯誤信息。

8. 標準庫和系統調用

• C++標準庫：提供基本的輸入輸出、字符串處理、容器等功能。
• 系統調用：直接與操作系統內核交互的低級接口。

示例代碼

以下是一個簡單的示例，展示如何在Linux上使用C++創建一個子進程并執行一個命令：

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1) {
        std::cerr << "Failed to fork process" << std::endl;
        return 1;
    } else if (pid == 0) {
        // Child process
        execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);
        std::cerr << "Failed to execute ls" << std::endl;
        return 1;
    } else {
        // Parent process
        int status;
        waitpid(pid, &status, 0);
        if (WIFEXITED(status)) {
            std::cout << "Child process exited with status " << WEXITSTATUS(status) << std::endl;
        }
    }
    return 0;
}

參考資料

• 書籍：《UNIX網絡編程》（W. Richard Stevens著）
• 在線文檔：Linux man pages, C++標準庫文檔

通過掌握這些基礎知識，你可以開始在Linux上進行C++系統編程，并逐步深入到更復雜的主題。