系统编程基础

1. 概念介绍

从 JavaScript 运行时到 C 系统编程

在 JavaScript 中，你在运行时环境中工作，该环境抽象了系统级操作。而在 C 语言中，你可以直接访问操作系统，允许你创建进程、处理信号和进行系统调用。

💡 核心概念：C 系统编程给你对操作系统的底层控制，使你能够构建系统工具、守护进程和高性能应用程序。

2. 进程和进程管理

3. 线程和并发

4. 信号处理

5. 系统调用和文件操作

6. 常见陷阱

• 竞态条件：使用适当的同步机制
• 信号处理器安全性：在信号处理器中只使用异步信号安全函数
• 资源泄漏：始终关闭文件描述符并释放分配的内存
• 进程僵尸：正确等待子进程
• 线程安全：使用互斥锁和其他同步原语

7. 练习题

1. 编写一个程序，创建多个子进程并等待所有进程完成。
2. 实现一个可以执行命令的简单 shell。
3. 创建一个可以优雅处理多个信号的程序。
4. 编写一个执行并行计算的多线程程序。

8. 性能分析

• 进程创建：比线程创建更昂贵
• 进程间通信：比线程间通信更慢
• 系统调用：与用户空间操作相比有开销
• 信号处理：异步且可能中断正常执行
• 线程同步：互斥锁和信号量提供安全的并发访问

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小结：C 系统编程提供对操作系统功能的直接访问。理解进程管理、线程、信号处理和系统调用对构建系统级应用程序和工具至关重要。