Unix基础知识
unix体系结构
从严格意义上说，操作系统可以定义为一种软件，这个软件控制硬件资源，为程序运行提供环境，我们通常将这种软件称为内核 kernel，位于整个环境的核心。
系统调用：内核的接口称为系统调用。公用函数库建立在系统调用之上，应用程序既可以使用公用函数库，也可以使用系统调用。shell是一个特殊的应用程序，为运行其他应用程序提供接口。
每个操作系统都在内核里面有一些内建的函数库，这些函数可以用来完成一些系统调用，把应用程序的请求传给和内核，调用相应的内核函数完成所需的处理，将处理结果返回给应用程序。
广义上讲，操作系统包括内核和一些其它软件，比如系统实用程序，应用程序，shell以及公用函数库等等。
登录
先键入用户名，然后键入密码。系统口令文件 /etc/passwd
7个字段依次是：登录名，加密口令，uid，gid，注释字段，起始目录，shell程序
文件和目录
所有东西的起点是根目录 /
文件系统
每个目录项都包含一个文件名，同时包含文件的属性信息。比如文件类型、大小、所有者、权限、最后修改时间。
文件名
斜线（/）和空字符不能出现在文件名中。
文件描述符
通常是一个小的非负整数，内核用来标识一个特定进程正在访问的文件。当内核去打开一个现有文件或者是新文件的时候，会返回一个文件描述符，可以用它对文件进行读写。
标准输入、标准输出、标准错误
每当运行一个新程序，所有的shell都会打开3个文件描述符，标准输入，标准输出、标准错误。并且自动连接到终端。用“>”可以重定向到文件。
不带缓冲的IO
函数open、read、write、lseek以及close提供了不带缓冲的IO，都使用文件描述符。
Linux对文件的IO操作分为带缓存和不带缓存，首先明确以下几点：
- 不带缓存，实际上是在用户层没有缓存，所以叫做无缓存的IO。对于内核来说，实际上还是进行了缓存。
- 带不带缓存是相对来说的。如果要将数据写入磁盘中，内核会先将数据写入内核所设的缓冲储存器，将缓冲储存器写满之后，在进行实际上的IO操作。也就是把数据写入磁盘中。
所以，不带缓存不是没有缓存直接写入磁盘，而是在用户层没有缓存
带缓存的IO实际上是在用户层建立一个缓存区，将用户层缓存区写满之后再写入内核缓存区，内核缓存区满了再写入磁盘中。这个用户层缓存，实际上减少了write()函数的调用次数。
所以两种方式的数据流向路径是：
无缓存IO：数据——内核缓存区——磁盘
有缓存IO：数据——流缓存区——内核缓存区——磁盘
标准IO带缓存的目的实际上是为了减少read()和write()的次数。
标准IO提供了三种缓存方式：
- 全缓存：填满标准IO缓存后才执行IO操作，磁盘上是全缓存。
- 行缓存：当输入遇到新行符或者缓存满时才由标准IO执行实际IO操作，stdin、stdout实际上是行缓存。
- 无缓存：相当于read、write。stderr通常是无缓存，他需要尽快输出。
标准IO即buffered IO都是调用unbuffered IO系统调用来实现的。他们并不直接读写磁盘，会集中对数据进行读写，用write()、read()函数，所以使用库函数的效率是高于直接使用系统调用的。
程序和进程
程序是存储在磁盘当中某个目录的可执行文件，内核使用exec函数将缓存读入内存并执行程序。
进程控制
3个用于进程控制的主要函数：fork、exec、waitpid
线程和线程ID
一个进程内的所有线程共享同一地址空间，文件描述符，栈以及与进程相关的属性，因为他们能访问同一存储区，所以线程在访问共享数据时需要采取同步措施以避免不一致性。
出错处理
当UNIX系统出错时，通常会返回一个负值，而且在整型变量error通常被设置为具有特定信息的值。例如，open函数如果成功执行则返回一个非负文件描述符，出错则返回-1。
用户标识
用户ID
用户ID用来标识唯一的用户。
用户ID为0的用户用来标识root或者超级用户。
组ID
组文件通常是/etc/group
信号
用于通知进程发生了某种情况，进程有三种处理信号的方式：
- 忽略信号。
- 按系统默认方式处理。对于除数0，系统默认方式是终止该进程。
- 提供一个函数，信号发生的时候调用该函数，捕捉该信号。
终端键盘上产生的信号：中断键，执行终止。退出键。它们用于终端当前运行的进程。调用kill函数，像一个进程发送信号，不过需要是那个进程的所有者或者是超级用户。
时间值
进程时间：也被 称为CPU时间，用度量进程使用的CPU资源。
系统为一个进程维护了3个进程的时间值：
- 时钟时间：墙上时钟时间，进程运行的时间总量，其值与系统运行的进程数有关。
- 用户CPU时间：执行用户指令所用的时间量。
- 系统CPU时间：为该进程执行内核程序所用的时间量。
