Unix环境高级编程：文件I/O与描述符管理

"这篇文档是关于UNIX环境高级编程的笔记，主要聚焦于文件I/O、文件系统、进程、线程以及进程间通信等主题。内容包括标准I/O库、高级I/O、文件和目录操作、进程环境、进程控制、线程以及线程控制。文档详细阐述了在UNIX系统中进行高效程序开发所需的关键概念和技术。" 在UNIX系统中，文件I/O是程序与外部世界交互的基础。文件描述符是核心概念之一，它是一个非负整数，用于内核追踪所有打开的文件。每个进程在启动时都有三个默认的文件描述符：0表示标准输入，1表示标准输出，2表示标准错误输出。这些描述符可以用常量STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO和STDERR_FILENO来代替，以便代码更具可读性。 复制文件描述符是通过`dup`和`dup2`函数实现的。`dup`函数会返回当前进程中最小的可用文件描述符，并使其与原始描述符指向同一文件表项。而`dup2`函数允许指定目标文件描述符，如果目标描述符已存在且不同，它会先关闭目标描述符，然后创建新连接。如果目标描述符等于源描述符，函数将不做任何操作。 文件的打开操作由`open`函数完成，其参数包括文件路径和操作标志。标志如O_RDONLY、O_WRONLY和O_RDWR分别代表只读、只写和读写模式。其他可选标志如O_APPEND用于追加写入，O_CREAT用于文件不存在时创建，O_EXCL与O_CREAT配合可以确保文件的唯一性，O_NOCTTY防止分配控制终端，O_NOFOLLOW防止跟随符号链接等。 在UNIX环境中，`open`函数还可以接受权限模式`mode`参数，当使用O_CREAT标志时，用于设定新创建文件的访问权限。这些标志和函数提供了灵活的文件操作能力，使开发者能够精确控制对文件系统的访问和操作。 此外，笔记还涵盖了进程和线程的相关知识，包括进程环境、进程控制（如fork、exec家族函数）、线程创建和同步（如pthread_create、pthread_join）以及进程间通信（如管道、信号量、消息队列等）。这些内容构成了UNIX系统编程的核心，对于理解和编写高效、可靠的多线程、多进程应用程序至关重要。