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unix网络编程读书笔记doc
unix网络编程读书笔记
篇一:
Linux网络编程读书笔记
LINUX网络编程的读书笔记
笔记是该书内容的精简,适当之处加上我个人的观点。
联系:
zhangyv163@笔记整理:
ZhangYv日期:
2005-1-15
书名:
Linux网络编程作者:
林宇郭凌云出版社:
人民邮电
难度:
入门到进阶
第一章文件系统和进程系统
1.1文件系统的总体结构
从文件系统的实现角度来看,按层次可以分成应用程序、系统调用、文件子系统、高速缓冲、设备驱动和具体的存储设备等几个层次,如下图:
在UNIX系统中,程序不管核心按照什么样的格式来组织文件,只是把文件看作一个无格式的字节流来看待。
对文件的存取语法是由系统定义的,数据的语义是由程序加上去的。
应用进程通过系统调用来访问文件系统,分配给应用程序一个标准的通用接口,便于屏蔽不同文件系统的差异。
文件系统不能直接访问硬件设备,通过调用设备驱动进程来操作具体设备。
对高速设备的访问,通常通过高速缓冲机制来提高设备和内存的数据交换。
设备驱动进程用来屏蔽不同物理设备的操作差异。
文件系统的总体结构是:
引导块、超级块、索引节点表,数据区。
·引导块在文件系统的最前面,它和操作系统引导有关。
有且只有一个引导块有效。
·超级块也叫管理块,存放文件系统的管理信息,如文件系统大小、空闲块大小、空闲块链表节点头等信息。
·索引节点表,每个文件都对应着一个索引节点,里面反正用户的存取权限、信息等。
通过
路径访问文件,内核把文件路径经过转换映射到索引节点表中对应节点去。
·数据区。
文件系统实际存放数据的磁盘空间。
·空闲数据块表。
超级块中空间很小,所以把空闲数据块的信息写在数据区中。
VFS
LINUX通过虚拟文件系统转换来实现多文件系统的支持。
LINUX把对文件操作的系统调用转为对不通过文件系统操作的子程序调用,这些子程序都针对具体文件系统而编写。
虚拟文件系统不是真正的文件系统,而是一种映射机制来屏蔽下层的差异为上层提供方便。
1.2文件结构和目录结构
LINUX中的每个文件都对应虚拟文件系统的一个索引节点,里面存放有直接或多级指针能够记录文件的数据,这样设计是为了存取大文件。
目录也能抽象成文件,也通过索引节点表来描述,并且把目录表中的目录项存放在数据区中。
目录表的基本构成单位是目录项,有“文件名-索引节点号”构成。
文件节点索引表中并不包含文件名这个信息,文件名被填写在目录文件中。
·硬连接和符号(软)连接的区别:
硬连接能实现的功能符号连接都能实现。
硬连接只能用在文件和同一个文件系统,但是符号连接适用在目录,也适用在不同的文件系统间。
但是符号连接比硬连接更消耗内核资源,因为符号连接的转换规则是在内核中实现的,而硬连接则直接指向索引节点。
硬连接是文件名和索引节点的对应关系;符号连接是指向文件的路径
·文件系统相关编程:
从系统的实现角度来看,文件内在表示是唯一确定的索引节点。
如果从编程角度来看,文件可以通过文件描述符和文件指针来表示。
UNIXI/O库中有open,write,read,close,ioctl等系统调用来操作文件描述符。
在C库函数中,有fopen,fprintf,fread,fwrite,fclose等文件操作函数对文件指针进行处理,它们是对系统调用的再次封装。
从系统角度来说:
文件句柄就是文件的一种标志,是文件描述符表中的索引号。
进程的标志输入、输出和错误输出的文件描述符分别是0,1,2在unistd.h中将它们定义为STDIN_FILENO,STDOUT_FILENO和STDERR_FILENO。
从C函数库角度来说:
文件句柄是一个指向文件结构的指针。
。
进程的标志输入、输出和错误输出在stdio.h中被定义为stdin,stdout,stderr。
可以使用系统调用fileno将一个文件指针转为文件描述符。
1.3进程系统
·程序并行执行中的问题:
静态程序的概念不能很好描述并行环境下的规律,因此引入的进程的概念。
单道程序设计中,环境是封闭的,资源总被独占;而在并行环境中由于封闭性和资源的独占性被破坏,这将导致很多问题。
·进程和程序的区别:
程序是指令和数据的集合,是一个静态文本,存放在一个普通的文件中,该文件在索引节点表中的文件标志为“可执行”。
进程是程序在一个包括指令段、系统和用户数据的环境中,为了完成预定的任务而运行一次的过程。
进程被撤销后就不再存在,而程序的文本依然留在系统中。
·进程的物理表示:
为了描述动态变化的进程,我们把进程静态的分为3个部分:
程序部分、数据部分、进程控制块——统一称为进程映像。
进程的程序部分可以被多个程序所共享,共享代码段应该被编写成纯代码puercode,即该程序段的功能不随着调用的程序不同而存在差异。
程序段被执行的数据区和工作单元,当执行的不是共享代码段时,数据的一部分就被放入数据空间。
每个进程都有一个进程控制块PCB,用来跟踪并记录动态变化的进程执行和调动信息的数据结构,集中体现了进程的特征、状态和其他进程间的关系等。
·进程的虚空间:
操作系统的虚空间可以分成“进程虚空间”和“系统虚空间”。
可执行程序的指令和数据对应着进程虚空间的地址,由操作系统把进程虚空间地址映射到物理内存上。
这种映射是通过硬件寄存器和系统页表共同实现的。
·用户态和核心态:
用户态和核心态实际上是CPU工作的两种不同模式。
所有内核对外提供的功能都是按系统调用的形式。
进程进行一次系统调用,CPU将在用户态与核心态间切换一次,系统调用工作在核心栈,而普通用户调用将使用用户栈。
·进程上下文:
进程在生命期的所有状态都可以通过进程上下文来描述。
通常包括三个内容:
1用户级上下文:
包括代码段、数据段、用户段和共享内存段。
2寄存器上下文:
进程运行时各寄存器的内容
3系统级上下文:
进程控制块、进程使用的页表和核心栈
·进程转换
·进程调度:
核心将在几种情况下调用调度管理器:
当前进程被放入等待队列或者系统调用结束时,以及从核心态返回到用户态时。
LINUX支持两类不同进程:
普通与实时进程,不同之处体现在优先级和调度策略上。
如果一个实时进程处于可执行状态,它总在任何普通进程前执行。
实时进程采用两种调用策略:
时间片轮转和先进先出。
普通进程采用RoundRobin策略。
priority进程优先级、rt_priority实时进程优先级、counter进程运行运行时间
·对fork的理解:
fork之后父子进程的tast_struc除了进程号,其他的数据都一样。
利用虚空间技术,共享代码段(引用计数加1),复制数据段。
fork快完成的某阶段子进程被建立并保存上下文进入就绪队列等待调度,fork完毕之后父进程上下文被保存,返回子进程的进程标识符。
注意:
子进程的fork调用返回是0,父进程fork调用返回是子进程的进程号。
然后父子进程从fork的调用点开始分别继续运行。
父进程退出前需要使用wait或waipid等待子进程执行完毕和清除僵尸进程释放资源。
第二章进程间通信和同步
前言:
在linux/unix中支持多种进程间通信的方式,主要包括:
信号、信号量、消息队列和共享内存,管道(包括无名管道和FIFO)也是进程间通信的方式。
·2,2信号的捕获和处理:
#inlucdesignal.h//参见POSIX.1中定义
相关函数:
sigaction;//设置信号处理器structsigaction{
void;
sigset_tsa_mask;
intsa_flags;
};
信号处理器函数指针进程屏蔽的信号集合(3)信号处理器的标志
intsigemptyset;//信号集合清空
intsigfillset;//设置包含所有信号的全集
intsigaddset;//把一个信号加入信号集合
intsigdelset;//把一个信号从集合里删除
intsigismember;//判断信号是否包含在给定集合中intsigprocmask;//设置进程中断屏蔽码
how=[SIG_BLOCK,SIG_UNBLOCK,SIG_SETMASK],*oset对设置前屏蔽码做备份
使用信号处理器基本方法:
1.编写信号处理函数handler_sigproc;
//信号处理函数执行完毕的最后,记得要清堵塞的信号
//sigaddset;//信号处理器缺省堵塞的信号
//sigaddset;//信号处理器处理的信号
//sigprocmask;//清堵塞信号
2.设置信号处理器structactionact;
act.sa_handler=handler_sigproc;
sigemptyset;
sigaddset;//信号处理器执行期间堵塞相应的信号
sigaction;//将终止信号加入act信号处理器
快系统调用、慢系统调用都可能被信号打断,POSIX.1把被中断的系统调用返回-1,errno设置为EINTER,只要不是“原子操作”都可能被打断,注意对这类问题的容错处理:
ret=read;
if//如果则?
?
·2.3信号量
有名信号量是全局,只要知道它的名字就可以使用它;
无名信号量是局部,只能通过继承才能使用它;
相关函数:
头文件:
sys/types.h,sys/ipc.h,sys/sem.h
intsemget;//创建或取得一个信号量组
intsemctl;//信号量控制函数(取值/删除/设置等)intsemop;//信号量操作函数
信号量组ID
(2)进行怎样操作(3)操作次数
篇二:
网络编程读书笔记
网络编程读书笔记:
第一部分:
TCP的客户端程序。
什么是套间字呢?
首先套间字是一个族,它把所有通过套间字通信进程的共有特性都综合在一起了。
我们通过设置套间字,来设置通信。
服务程序的内容:
1、创建套间字
2、绑定套间字
3、将套间字设置为监听模式
4、等待请求
5、通过套间字进行通信
6、等待下一个请求
7、关闭套间字
现在来看具体程序。
(1)加载套间字库,SAStartup,由于第一个参数要
求是WORD型的,先采用wVersionRequested=MAKEWORD;生成一个十六
位的数值。
(2)创建套间字。
SOCKETsockSrv=socket;
(3)绑定套间字,就是将IP地址和端口号和我们创建的套间字连接起来。
先定义
一个SOCKETADDR_IN变量来接收我们要赋的值,然后用这个变量和sockSrv
连接起来。
SOCKADDR_INaddrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl;//htonl将主机字节
转换为TCP网络的字节顺序,IP地址,INDADDR_ANY表示任何地址都接收
addrSrv.sin_family=AF_INET;//TCP网络
addrSrv.sin_port=htons;//端口号码
bindaddrSrv,sizeof);//绑定套间字,
就是将地址、端口和套间字连接起来
first先设置进入监听模式,然后进行循环等待客户区请求。
second先用accept监听sockSrv,如何接收到请求,就把地址和端口信息放在
客户端缓存区中,并把sockSrv赋给一个新定义的套间字sockC