動態(tài)庫和靜態(tài)庫

當(dāng)動態(tài)庫和靜態(tài)庫同時存在的時候，會優(yōu)先使用動態(tài)庫。

靜態(tài)庫

1. 制作靜態(tài)庫

g++ -c -o lib庫名.a 源文件代碼清單

-c表示只編譯，-o則是說明需要指定文件名

2. 使用靜態(tài)庫

g++ 選項 源代碼文件名清單 -l庫名 -L庫文件所在的目錄名

3. 庫文件的概念

程序在編譯時，會將庫文件的二進(jìn)制代碼鏈接到目標(biāo)程序中，這種方式稱為靜態(tài)編譯。
如果多個程序中用到了同一個靜態(tài)庫中的函數(shù)，就會存在多份拷貝。

4. 靜態(tài)庫的特點

• 靜態(tài)庫的鏈接是在編譯時期完成的，執(zhí)行的時候代碼加載速度快。
• 目標(biāo)程序的可執(zhí)行文件比較大，浪費空間
• 程序的更新和發(fā)布不方便，如果某一個靜態(tài)庫更新了，所有使用它的程序都需要重新編譯

動態(tài)庫

1. 制作動態(tài)庫

g++ -fPIC -shared -o lib庫名.so 源代碼文件清單

2. 使用動態(tài)庫

g++ 選項 源代碼文件名清單 -l庫名 -L庫文件所在的目錄名

需要注意的是：運行可執(zhí)行程序的時候，需要提前設(shè)置LD_LIBRARY_PATH環(huán)境變量。

3. 動態(tài)庫的概念

程序在編譯時不會把庫的二進(jìn)制代碼鏈接到目標(biāo)程序中，而是在運行的時候才被載入。
如果多個程序中用到了同一動態(tài)庫中的函數(shù)，那么在內(nèi)存中只有一份，避免了空間浪費問題。

4. 動態(tài)庫的特點

• 程序在運行的過程中，需要用到動態(tài)庫的時候才把動態(tài)庫的二進(jìn)制代碼載入內(nèi)存
• 可以實現(xiàn)進(jìn)程之間的代碼共享，因此動態(tài)庫也稱為共享庫
• 程序升級比較簡單，不需要重新編譯程序，只需要更新動態(tài)庫就行

makefile

makefile是一個編譯規(guī)則文件，用于實現(xiàn)自動化編譯
[[…/雜項/Makefile|Makefile]]中有寫

main函數(shù)的參數(shù)

main函數(shù)有三個參數(shù)，分別是argc、argv和envp：

int main(int argc, char* argv[], char* envp[]){ }

• argc：存放了程序參數(shù)的個數(shù)，包括程序本身
• argv：字符串?dāng)?shù)組，存放了每個參數(shù)的值，包括程序名本身
• envp：字符串?dāng)?shù)組，存放了環(huán)境變量，數(shù)組的最后一個元素是空

什么叫包括程序本身？
在Linux中，我們想要運行這個程序，就需要在終端中使用指令：

./程序名

其實這就相當(dāng)于將程序名作為一個參數(shù)傳遞給main函數(shù)，因此不管什么時候，argc最小都為1，但是我們在終端輸入的時候可能還有別的情況：

./程序名 Hello World

此時這個main函數(shù)就接收了三個參數(shù)，即：argc = 3，此時的argv為：

argv[0] = "./程序名"
argv[1] = "hello"
argv[2] = "world"

操作環(huán)境變量

1. 設(shè)置環(huán)境變量

使用函數(shù)setenv()：（這個函數(shù)是POSIX提供的，因此只能夠在Linux系統(tǒng)中使用）

int setenv(const char* name, const char* value, int overwrite);

• name：環(huán)境變量名
• value：環(huán)境變量的值
• overwrite：這個變量的值有兩種情況：0和非0
  • 0：如果環(huán)境變量不存在，則增加新的環(huán)境變量；如果環(huán)境變量已經(jīng)存在，不替換它的值
  • 非0：如果環(huán)境變量不存在，則增加新的環(huán)境變量；如果環(huán)境變量已經(jīng)存在，替換它的值
• 返回值：0（成功），-1（失敗）

注意事項

此函數(shù)設(shè)置的環(huán)境變量只對本進(jìn)程有效，不會影響shell的環(huán)境變量。
也就是說，如果執(zhí)行了setenv()函數(shù)后關(guān)閉了該程序，上次的設(shè)置失效。

獲取環(huán)境變量的值

char* getenv(const char* name);

這個函數(shù)就更簡單了，好像也沒什么好說的。
但是這個函數(shù)與setenv不同，getenv()是C/C++庫提供的，在stdlib.h（cstdlib）中。

gdb常用命令

gdb（GNU symbolic debugge）是C/C++最常用的調(diào)試工具，gdb通常需要手動安裝。

1. 安裝gdb

sudo apt install gdb

2. gdb常用命令

如果希望程序可調(diào)試，編譯的時候需要添加-g（gdb的縮寫）選項，并且不能夠使用-O選項進(jìn)行優(yōu)化。
在開始調(diào)試之前，需要輸入指令：

gdb 目標(biāo)程序

Linux的時間操作

UNIX操作系統(tǒng)根據(jù)計算機(jī)產(chǎn)生的年代把1970年1月1日作為UNIX的紀(jì)元時間，1970年1月1日是時間的中間點，將從1970年1月1日起經(jīng)過的秒數(shù)用一個整數(shù)存放

time_t

time_t用于表示事件類型，它是long類型的別名，在頭文件time.h中定義，用于表示1970年1月1日到0時0秒到現(xiàn)在的秒數(shù)。

time()

time函數(shù)用于獲取操作系統(tǒng)的當(dāng)前時間，需要使用頭文件time.h
它有兩種使用方法：

1. 將空地址傳給time()，并將time的返回值賦值給now：

   #include <time.h>
   
   time_t now = time(0);
   

2. 將變量的地址作為參數(shù)傳遞給time()：

   #include <time.h>
   time_t now;
   time(&now);
   

tm結(jié)構(gòu)體，localtime()和mktime()

time_t是一個長整數(shù)，不符合人類的使用習(xí)慣，需要轉(zhuǎn)換成tm結(jié)構(gòu)體，tm結(jié)構(gòu)體在頭文件time.h中：

struct tm{
	int tm_year; // 年份：其值等于實際年份減去1970
	int tm_mon;  // 月份：取值區(qū)間為[0, 11]
	int tm_mday; // 日期：一個月中的日期，取值區(qū)間為[1, 31]
	int tm_hour; // 時：取值區(qū)間為[0, 23]
	int tm_min;  // 分：取值區(qū)間為[0, 59]
	int tm_sec;  // 秒：取值區(qū)間為[0, 59]
	int tm_wday; // 星期：取值區(qū)間為[0, 6],0是星期天，6是星期六
	int tm_yday; // 從每年的1月1日開始算起的天數(shù)，取值區(qū)間為[0, 365]
	int tm_isdst;// 夏令時標(biāo)識符（沒啥用）
}

想要將time_h轉(zhuǎn)換為tm結(jié)構(gòu)體，需要使用庫函數(shù)localtime，需要使用頭文件time.h。
需要注意的是：loacaltime()不是線程安全的（因為它使用一個靜態(tài)的結(jié)構(gòu)來存儲轉(zhuǎn)換后的本地時間，并返回指向該結(jié)構(gòu)的指針），而localtime_r()是線程安全的（它接受一個指向存儲結(jié)構(gòu)的指針作為參數(shù)，并將轉(zhuǎn)換后的本地時間存儲在該結(jié)構(gòu)中，而不需要使用靜態(tài)的存儲）。

struct tm *localtime(const time_t* timep);
struct tm *localtime_r(const time_t* timep, struct tm* result);

若是要將tm結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)換成time_t，就需要使用庫函數(shù)mktime，它也在time.h中：

time_t mktime(struct tm* tm);

該函數(shù)主要用于時間的計算。

gettiemofday()

該函數(shù)用于獲取1970年1月1日到現(xiàn)在的秒和當(dāng)前秒鐘已逝去的微妙數(shù)，可用于程序計時，該函數(shù)在頭文件sys/time.h鐘。

int gettimeofday(struct timeva* tv, struct timezone* tz);

struct timeval{
	time_t        tv_sec;  // seconds
	susenconds    tv_usec; // microseconds
};

struct timezone{           // 時區(qū)
	int tz_minuteswest;    // minutes west of Greenwich
	int tz_dsttime;        // type of DST correction
};

程序睡眠

如果需要將程序掛起一段時間，可以使用sleep()和usleep()兩個庫函數(shù)，需要使用頭文件unistd.h：

unsigned int sleep(unsigned int seconds); // 單位是秒
int usleep(useconds_t usec);              // 單位是微秒

目錄操作函數(shù)

1. 獲取當(dāng)前目錄函數(shù)getcwd()和get_current_dir_name()

getcwd()和get_current_dir_name()，這兩個函數(shù)都在頭文件unistd.h中：

char* getcwd(char* buf, size_t size);
char* get_current_dir_name(void);

這兩個函數(shù)功能上沒什么區(qū)別：

#include <iostream>
#include <unistd.h>
using namespace std;

int main(){
	char path1[256];    // linux系統(tǒng)目錄的最大長度嘶255
	getcwd(path1, 256);
	cout << "path1 = " << path1 << endl;

	char* path2 = get_current_dir_name();
	cout << "path2 = " << path2 << endl;
	free(path2);        // 注意釋放內(nèi)存
}

注意事項：get_currrent_dir_name()會動態(tài)分配內(nèi)存，需要使用char*進(jìn)行接收，并且這塊內(nèi)存需要我們進(jìn)行手動釋放，并且需要注意，get_current_dir_name()中使用的是malloc進(jìn)行內(nèi)存分配，因此我們在釋放的時候也要使用free，new、delete、malloc、free不能混用！混用可能會導(dǎo)致問題。

2. 切換工作目錄chdir()、創(chuàng)建目錄mkdir()和刪除目錄rmdir()

切換工作目錄chdir()

切換工作目錄函數(shù)chdir需要包含頭文件unistd.h：

#include <unistd.h>

int chdir(const char* path);

若是返回值為0則表示切換成功，若非0則失?。夸洸淮嬖诨驔]有權(quán)限）。

創(chuàng)建目錄mkdir()

創(chuàng)建目錄的函數(shù)名就是Linux中創(chuàng)建目錄的命令名mkdir，它需要使用頭文件sys/stat.h：

#include <sys/stat.h>

int mkdir(const char* pathname, mode_t mode);

可以看到該函數(shù)有兩個參數(shù)：

• pathname：目錄名
• mode：訪問權(quán)限的數(shù)字寫法，如：0755（不能省略前置的0，因為權(quán)限數(shù)字是八進(jìn)制）

返回值和chdir()一樣。

刪除目錄rmdir()

使用過rmdir()需要包含頭文件unistd.h：

int rmdir(const char* path);

path就是要刪除的目錄的路徑，返回值和chdir()也是一樣的。

獲取目錄中文件的列表

這一系列的操作都需要使用頭文件dirent.h（dir event），一共有三個步驟：

步驟一：用opendir()打開目錄

DIR* opendir(const char* pathname);

若是成功，返回目錄的地址；若是失敗，返回空地址。

步驟二：用readdir()讀取目錄

struct dirent* readdir(DIR* dirp);

若是成功過，返回struct dirent結(jié)構(gòu)體的地址；若是失敗，返回空地址。

步驟三：用closedir()關(guān)閉目錄

int closedir(DIR* dirp);

相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)DIR

在上面的函數(shù)中，我們使用了目錄指針DIR*，每調(diào)用一次readdir()，含稅返回struct dirent的地址，存放了本次讀取到的內(nèi)容：

struct dirent{
	long d_ino;                 // inode number索引節(jié)點號
	off_t d_off;                // offset to this dirent在目錄文件中的偏移
	unsigned short d_reclen;    // length of this d_name文件長度名
	unsigned char d_type;       // the type of d_name文件類型
	char d_name[NAME_MAX + 1];  // file name文件名，最長255字符（因為是Linux系統(tǒng)）
};

重點在d_name和d_type：

• d_name是文件名或目錄名
• d_type是文件類型，有多種取值，這里我們只關(guān)注兩種：
  • 8：常規(guī)文件
  • 4：目錄

Linux的系統(tǒng)錯誤

在C++程序中，如果調(diào)用了庫函數(shù)，可以通過函數(shù)的返回值判斷調(diào)用是否成功。其實還有一個整型的全局變量errno，存放了函數(shù)調(diào)用過程中產(chǎn)生的錯誤代碼。
如果調(diào)用庫函數(shù)失敗，可以通過errno的值來查找原因，這也是調(diào)試程序的一個重要方法。
使用errno需要包含頭文件errno.h（或cerrno），配合strerror()和perror()兩個庫函數(shù)，可以差點出錯的詳細(xì)信息。

strerror()

strerror()在頭文件string.h中聲明，用于獲取錯誤代碼對應(yīng)的詳細(xì)信息。它有兩個版本，一個線程安全，一個非線程安全：

char* strerror(int errnum);                             // 非線程安全
char* strerror_r(int errnum, char* buf, size_t buflen); // 線程安全

這里給出一段示例代碼：

#include <string.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
	int ii;
	for(ii=0; ii<150; ii++){ // gcc 8.3.1 一共有133個錯誤代碼
		cout << ii << "：" << strerror(ii) << endl;
	}
}

運行這段代碼，能看到0_{133都是有語句輸出的，其中：==0表示程序正常運行，1}133是錯誤信息==。

perror()

perror()在頭文件stdio.h中聲明，用于在控制臺顯示最近一次系統(tǒng)錯誤的詳細(xì)信息，在實際開發(fā)中，服務(wù)程序在后臺運行，通過控制臺顯示錯誤信息意義不大：

void perror(const char* s);

注意事項

1. 調(diào)用庫函數(shù)失敗不一定會設(shè)置errno

并不是全部的庫函數(shù)在調(diào)用失敗時都會設(shè)置errno的值，以man手冊為準(zhǔn)（不屬于系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù)不會設(shè)置errno，即：操作系統(tǒng)（OS）提供的庫才會設(shè)置errno）

2. errno不能作為調(diào)用函數(shù)失敗的標(biāo)志

errno的值只有在庫函數(shù)調(diào)用發(fā)生錯誤時才會被設(shè)置，當(dāng)庫函數(shù)調(diào)用成功時，errno的值不會被修改，不會主動得置為0。
在實際開發(fā)中，判斷函數(shù)執(zhí)行是否成功還得靠函數(shù)的返回值，只有在返回值是失敗的情況下，才需要關(guān)注errno的值。

目錄和文件的更多操作

access()

access()用于判斷當(dāng)前用戶對目錄或文件的存取權(quán)限，需要包含頭文件unistd.h：

int access(const char* pathname, int mode);

• pathname：目錄或文件名
• mode：需要判斷的存取權(quán)限，在unistd.h中存在如下宏定義：

    #define R_OK 4 // 判斷是否有讀權(quán)限
    #define W_OK 2 // 判斷是否有寫權(quán)限
    #define X_OK 1 // 判斷是否有執(zhí)行權(quán)限
    #define F_OK 0 // 判斷是否存在
  

• 返回值：若是pathname滿足mode權(quán)限就返回0；不滿足就返回-1，并設(shè)置errno（這也說明unistd.h是Linux提供的庫）

stat()與stat結(jié)構(gòu)體

（略）

rename()

rename()函數(shù)在頭文件stdio.h中，用于重命名目錄或文件，相當(dāng)于操作系統(tǒng)的mv命令：

int rename(const char* oldpath, const char* newpath);

• oldname：原目錄或文件名
• newpath：目標(biāo)目錄或文件名
• 返回值：0（成功），-1（失敗，并設(shè)置errno）

在實際開發(fā)中，access()主要用于判斷目錄或文件是否存在。

remove()

remove()函數(shù)在頭文件stdio.h中，用于刪除目錄或文件，相當(dāng)于操作系統(tǒng)的rm命令：

#include <stdio.h>

int remove(const char* pathname);

• pathname：待刪除的目錄或文件名
• 返回值：0（成功），-1（失敗，并設(shè)置errno）

Linux中的信號

信號的基本概念

信號（signal）是軟件中斷，是進(jìn)程之間相互傳遞消息的一種方法，用于通知進(jìn)程發(fā)生了事件，但是，不能給進(jìn)程傳遞任何數(shù)據(jù)。
信號產(chǎn)生的原因有很多，在Shell中，可以用kill和killall命令發(fā)送信號：

kill -信號的類型 進(jìn)程編號
killall -信號的類型 進(jìn)程名

信號處理、

進(jìn)程對信號的處理方法有三種：

1. 對該信號的處理采用系統(tǒng)的默認(rèn)操作，大部分的信號的默認(rèn)操作是終止進(jìn)程
2. 設(shè)置終端的處理函數(shù)，收到信號后，由該函數(shù)來處理
3. 忽略某個信號，對該信號不做處理，就像未發(fā)生過一樣

主要是通過signal函數(shù)來設(shè)置對信號的處理方式，需要包含頭文件signal.h：

sighandler_t signal(int signum, sighander_t handler);

• signum：信號的編號，在Linux中默認(rèn)有64種編號（0~63，其中很大一部分屬于自定義信號，默認(rèn)是終止進(jìn)程）
• handle：信號的處理方式
  • SIG_DFL：恢復(fù)參數(shù)signum信號的處理方式為默認(rèn)行為
  • 一個自定義的處理很好的函數(shù)，函數(shù)的形參是信號的編號
  • SIG_IGN：忽略參數(shù)signum所指的信號
    這里給出一段示例：

// 如果接收到信號1，就執(zhí)行func函數(shù)中的內(nèi)容
signal(1, func);

發(fā)送信號

可以使用kill庫函數(shù)發(fā)送信號：

int kill(pid_t pid, int sig);

• pid：指定的進(jìn)程
• sig：所指定的需要發(fā)送的信號

其他內(nèi)容后續(xù)再來補(bǔ)充

進(jìn)程終止

一共有八種方式可以終止進(jìn)程，其中5種為正常終止：

1. main()中使用return返回
2. 在任意函數(shù)中調(diào)用exit()
3. 在任意函數(shù)中調(diào)用_exit()或_Exit()
4. . 最后一個線程中其啟動例程（線程主函數(shù)）用return返回
5. 在最后一個線程中調(diào)用pthread_exit()返回

還有3種異常終止：

1. 調(diào)用abort()終止
2. 接收到一個信號
3. 最后一個線程對取消請求做出響應(yīng)

進(jìn)程終止的狀態(tài)

在main()中，return的返回值即終止?fàn)顟B(tài)，如果沒有return語句或調(diào)用exit()，那么該進(jìn)程的終止?fàn)顟B(tài)是0。
在Shell中，查看進(jìn)程的終止?fàn)顟B(tài)：

echo &?

正常終止進(jìn)程的三個函數(shù)：

• exit()
• _Exit()
• _exit()

其中，前兩個是ISO C說明的，_exit()是POSIX說明的：

void exit(int status);
void _exit(int status);
void _Exit(int status);

status即為進(jìn)程終止的狀態(tài)。
如果進(jìn)程不是正常終止，打印的終止?fàn)顟B(tài)為非0。

調(diào)用可執(zhí)行程序

Linuz提供了system()和exec()函數(shù)族，在C++程序中，可以執(zhí)行其他的程序（二進(jìn)制文件，操作系統(tǒng)命令或Shell腳本）

system()

system()提供了一種簡單的執(zhí)行程序的方法，需要使用頭文件stdlib.h，把需要執(zhí)行的程序和參數(shù)用一個字符串傳給system()就行了。

int system(const char* string);

system()的返回值比較麻煩：

• 如果函數(shù)執(zhí)行失敗，system()返回值非0
• 如果程序執(zhí)行成功，并且被執(zhí)行的程序終止?fàn)顟B(tài)是0，此函數(shù)的返回值即為0

注意事項

在使用此函數(shù)的時候，傳遞的參數(shù)最好使用全路徑，這樣可以避免環(huán)境變量的問題。

exec函數(shù)族

exec函數(shù)族提供了另一種在進(jìn)程中調(diào)用程序（可執(zhí)行文件或Shell腳本）的辦法：文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-809050.html

int execl(const char* path, const char* arg, ...);
int execlp(const char* file, const char* arg, ...);
int execle(const char* path, const char* arg, ..., char* const envp[]);
int execcv(const char* path, char* const argv[]);
int execvp(const char* file, char* const argv[]);
int execvpr(const char* file, char* const argv[], char* const envp[]);

到了這里，關(guān)于C++Linux網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！