系統程式設計基礎

1. 概念介紹

從 JavaScript 執行時到 C 系統程式設計

在 JavaScript 中，你在執行時環境中工作，該環境抽象了系統級操作。而在 C 語言中，你可以直接存取作業系統，允許你建立行程、處理信號和進行系統呼叫。

💡 核心概念：C 系統程式設計給你對作業系統的底層控制，使你能夠建構系統工具、守護程序和高效能應用程式。

2. 行程和行程管理

3. 執行緒和並發

4. 信號處理

5. 系統呼叫和檔案操作

6. 常見陷阱

• 競態條件：使用適當的同步機制
• 信號處理器安全性：在信號處理器中只使用非同步信號安全函數
• 資源洩漏：始終關閉檔案描述符並釋放分配的記憶體
• 行程殭屍：正確等待子行程
• 執行緒安全：使用互斥鎖和其他同步原語

7. 練習題

1. 撰寫一個程式，建立多個子行程並等待所有行程完成。
2. 實現一個可以執行命令的簡單 shell。
3. 建立一個可以優雅處理多個信號的程式。
4. 撰寫一個執行並行計算的多執行緒程式。

8. 效能分析

• 行程建立：比執行緒建立更昂貴
• 行程間通訊：比執行緒間通訊更慢
• 系統呼叫：與使用者空間操作相比有開銷
• 信號處理：非同步且可能中斷正常執行
• 執行緒同步：互斥鎖和信號量提供安全的並發存取

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小結：C 系統程式設計提供對作業系統功能的直接存取。理解行程管理、執行緒、信號處理和系統呼叫對建構系統級應用程式和工具至關重要。