系统调用

https://time.geekbang.org/column/article/89251

进程管理

创建进程的系统调用叫fork。

在Linux中，要创建进程，需要一个老的进程调用fork来实现。其中，老的进程叫作父进程(Parent Process)，新的进程叫作子进程(Child Process)。

等待子进程结束的系统调用叫waitpid，父进程可以调用它，将子进程的进程号作为参数传给它，这样父进程就知道子进程运行完了没有，成功与否。

创建进程的总结：

1、Linux中父进程调用fork创建子进程。
2、父进程调用fork时，子进程拷贝所有父进程的数据接口和代码过来。
3、当前进程是子进程，fork返回0；当前进程是父进程，fork返回子进程进程号
4、如果返回0，说明当前进程是子进程，子进程请求execve系统调用，执行另一个程序。
5、如果返回子进程号，说明当前进程是父进程，按照原父进程原计划执行。
6、父进程要对子进程负责，调用waitpid将子进程进程号作为参数，父进程就能知道子进程运行完了没有，成功与否。
7、操作系统启动的时候先创建了一个所有用户进程的“祖宗进程”

内存管理

代码段：放代码的空间
数据段：执行过程中产生的数据的空间

堆里面分配内存的系统调用：brk和mmap。
brk：分配的内存数量比较小的时候使用，会和原来的堆的数据连在一起
mmap：分配的内存数量比较大的时候使用，重新划分一块区域。

文件管理

对于文件操作，常见的六个系统调用：

• open：打开文件
• close：关闭文件
• creat：创建文件
• lseek：跳到文件的某个位置
• read：读文件
• write：写文件

文件描述符：对于每个文件，Linux都会分配一个文件描述符(File Descriptor)，本质上是一个整数。Linux一切皆文件，有了文件描述符就可以使用系统调用，查看或者干预进程运行的方方面面。

信号处理

经常遇到的信号有以下几种：

• 在执行一个程序的时候，在键盘输入CTRL + C，这就是中断的信号，正在执行的命令就会中止退出；
• 非法访问内存
• 硬件故障
• 用户进程通过kill函数，将一个用户信号发送给另一个进程。

每种信号都定义了默认的动作，例如硬件故障，默认终止；
也可以提供信号处理函数，可以通过sigaction系统调用，注册一个信号处理函数。

进程间通信

进程间通信的方式有很多种。

首先就是发个消息，不需要一段很长的数据，这种方式称为消息队列(Message Queue)。这个消息队列是在内核里的，可以通过msgget创建一个新的队列，msgsnd将消息发送到消息队列，而消息接受方可以使用msgrcv从队列中取消息。

当需要交互的信息比较大时，可以使用共享内存的方式。通过shmget创建一个共享内存块，通过shmat将共享内存映射到自己的内存空间，然后就可以读写了。这个时候，会带来另外一个问题——资源竞争。比如说大家同时修改同一块数据怎么办？需要有一种方式，让不同的人能够排他地访问，这就是信号量的机制Semaphore。

一个简单的场景：对于只允许一个人访问的需求，我们可以将信号量设为 1。当一个人要访问的时候，先调用sem_wait。如果这时候没有人访问，则占用这个信号量，他就可以开始访问了。如果这个时候另一个人要访问，也会调用 sem_wait。由于前一个人已经在访问了，所以后面这个人就必须等待上一个人访问完之后才能访问。当上一个人访问完毕后，会调用sem_post将信号量释放，于是下一个人等待结束，可以访问这个资源了。

网络通信

不同机器要想通过网络相互通信，要遵循相同的网络协议，即TCP/IP网络协议栈。
网络协议栈以服务的形式提供给上层应用使用。

网络服务是通过套接字Socket来提供服务的。

平常开发时，并没有直接使用系统调用，而是使用中介Glibc。
Glibc是Linux下使用的开源的标准C库，它是GNU发布的libc库。Glibc为程序员提供了丰富的API，最重要的是封装了操作系统提供的系统服务，即系统调用的封装。比如说，系统提供打开文件系统调用sys_open对应的是Glibc中的open函数。