进程管理（创建进程）
在Linux中，首先要创建一个进程。创建进程的系统调用叫fork。创建一个新的进程调要用fork来实现，其中老的进程叫 父进程，新的进程叫 子进程。
当父进程调用fork创建进程的时候，子进程将父进程的数据全部拷贝了一份。当然，如果不进行特殊处理，父进程和子进程都按相同的程序代码进行下去，这样就没有意义了。
所以，我们往往会这样处理，对于fork系统调用的返回值，如果当前进程是子进程就返回0；如果当前进程是父进程就返回子进程的进程号。这样就首先有了一个区分。接下来我们就来判断，如果是父进程，我们就做原来的事情，而如果是子进程，我们需要请求另一个系统调用execve来执行另一个程序。
有时候，父进程要关心子进程的运行情况。有个系统调用waitpid，父进程可以调用它，将子进程的进程号作为参数传给它，父进程就可以知道子进程有没有运行完了。
内存管理
在操作系统中，每个进程都有自己的内存，互相之间不干扰，有独立的 进程内存空间。内存空间中，放程序代码的这部分，我们称为 代码段。放进程运行中产生数据的这部分，我们称为 数据段。其中局部变量的部分，在当前函数执行的时候起作用。当进入另一个函数时，这个变量就释放了；也有动态分配的，会较长时间保存，指明才会被销毁，这部分被称为 堆。
在这里介绍两个堆里面分配内存的系统调用，brk和mmap。当分配的内存数量比较小的时候，使用brk，会和原来的堆的数据连在一起。当分配内存数量比较大时，使用mmap，会重新划分一块区域。
文件管理
对于文件的操作，下面有六个系统调用是最重要的：
- 对于已有的文件，可以使用
open打开这个文件，close关闭这个文件 - 对于没有的文件，可以使用
creat创建文件 - 打开文件后，可以使用
lseek跳到文件的某个位置 - 可以对文件的内容进行读写，分别是
read和write。
Linux有个特点，一切皆文件：
- 启动一个进程，需要一个程序文件，它是一个 二进制文件。
- 启动的时候，需要加载一些配置文件，例如yml、properties等，这是文本文件；启动之后会打印一些日志，如果写到硬盘上，也是 文本文件。
- 如果我们把日志打印到交互控制台上，在命令行打印出来的其实也是文件，是标准输出 stdout文件。
- 这个进程的输出可以作为另一个进程的输入，这种方式称为 管道，管道也是文件。
- 进程可以通过网络和其他进程进行通信，建立的 Socket，也是一个文件。
- 进程需要访问外部设备，设备也是一个文件。
- 文件被存储在文件夹里面，所以 文件夹也是一个文件。
- 进程运行起来，想要看到进程运行的情况，会在/proc下面有对应的进程号，还是一系列文件。
每个文件，Linux都会分配一个 文件描述符，这是一个整数。有了这个文件描述符，我们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
当程序遇到异常情况时，例如中断，这是就需要向系统发送一个 信号(Signal)。经常遇到的信号有以下几种：
- 执行一个程序的时候，在键盘里输入“Ctrl + C”
- 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。
对于不严重的信息，可以忽略。可是对于类似SIGKILL(终止某个进程的信号)和SIGSTOP(中止某个进程的信号)是不能忽略的，可以执行对该信号默认的动作。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
当某个程序比较大的时候，可能有多个进程，不同的进程需要相互交流，配合才能完成，这就需要一个进程之间的沟通机制。进程之间的沟通方式有很多种，我们一个一个看。
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。由于一个程序的多个进程进行信息交互时，这个消息队列是在内核里的，我们可以通过msgget创建一个新的队列，msgsnd将消息发送到消息队列，而消息接收方可以使用msgrcv从队列种取消信息。
当两个进程需要交互的信息比较大的时候，可以使用 共享内存的方式。这时候，我们可以通过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。
但是，两个进程访问共享内存块中的数据就会存在“竞争”的关系。这就需要有一种方式，让不同的进程能够排他的访问，这就是信号量的机制 Semaphore.
关于这个机制，我们说一种简单的场景。
对于只允许一个人访问的需求，我们可以将信号量设置为1。当一个人访问的时候，先调用sem_wait。如果这时候没有人访问，则占用这个信号量。如果这个时候另一个人要访问也会调用sem_wait。由于之前的一个人访问过了，所以后面来的必须要等待上一个访问完才能访问。当上一个人访问完了会调用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。
网络沟通
如果一台Linux要和另一台Linux交流，这时候，我们就需要用到网络服务了。
不同的机器通过网络互相通信，它们需要遵循相同网络协议，TCP/IP网络协议栈。Linux内核里有对于网络协议栈的实现。那如何暴露出服务给进程使用呢？
网络服务是通过套接字Socket来提供服务的。Socket的中文意思可以译作“插口”，我们就可以想象，使用这个Socket将两个系统建立联系。
我们可以通过Socket系统调用建立一个Socket。Socket也是一个文件，也有一个文件描述符，也可以通过读写函数进行通信。
查看源代码中的系统调用
对于64位的操作系统，在源码中找到unistd_64.h文件，里面就有对于系统调用的定义。
Glibc
Glibc是Linux下使用的开源标准C库，它是GNU发布的libc库。Glibc为程序员提供丰富的API，除了例如字符串处理、数学运算等用户态服务之外，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。
每个特定的系统调用对应了至少一个Glibc封装的库函数，比如系统提供的打开文件系统调用sys_open对应的是Glibc中的open函数。
有时候，Glibc一个单独的API可能调用多个系统调用，比如说，Glibc提供的printf函数就会调用如sys_open、sys_mmap、sys_write、sys_close等等系统调用。
也有时候，多个API会对应同一个系统调用，如Glibc下实现的malloc、calloc、free等函数来分配和释放内存，都利用了内核的sys_brk的系统调用。
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