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APUE說明及源碼下載地址 ：http://www.apuebook.com/

APUE 電子版 PDF 下載地址：http://download.csdn.net/download/freeking101/10012610

1. 介紹

總結：APUE是一本經(jīng)典的書，對于Unix程序員如此，對于其它程序員也是相當有價值的。先給兩張可以概括本書所討論內(nèi)容的兩張圖片。

第一部分：對本書總體結構的解析

本書共分21章。
? ? ? ? 1-2章為本書的入門簡介與本書的特色所在，為何稱作“特色所在”呢？因為本書始終都是在遵從那3個標準來進行編寫的，即 ISO C、IEEE POSIX、The Single UNIX Specification 這三個標準，每下一行是上一行的超集，對于每一個Unix的c程序員來說都是最重要的編程標準。它決定了你代碼的“高度”與“可用性”。第二章的一節(jié)還提到了“l(fā)imits”即“限制”這個概念，這對于可移植性的代碼很重要。
? ? ? ? 3-5章是關于“文件系統(tǒng)”和相關“I/O函數(shù)”的討論，最重要的概念是“文件描述符”。這里面dup 和dup2 函數(shù)很值得”嚼味“，有興趣可以看看我的另一篇文章”dup2(fd,0)和dup2(0,fd)一樣嗎？“
? ? ? ? 6章，討論了一些“系統(tǒng)文件”。
? ? ? ? 79章，討論了“進程”。個人認為下面這張圖可以說是對程序的內(nèi)存布局的典型情況作了很好圖示。（見7.6節(jié)）

? ? ? ? 10章，討論了“信號”，它是一種軟中斷。同時，它為“異步通信”的實現(xiàn)提供了可能。
? ? ? ? 11-12章，是相對于《apue》第一版新增的內(nèi)容之一。對線程作了討論。你可以認為“線程”就是一種特殊的“函數(shù)”，只不過它能夠共享調(diào)用進程的資源，能夠獨立于調(diào)用進程（或其它線程）并行執(zhí)行。當然線程也可以同步，也可以異步執(zhí)行。還有很多其它有趣的線程特性，可以詳細地閱讀該書。
13章，討論了“守護進程”的概念與編寫方法。至此，本書的核心內(nèi)容基本討論完畢。
? ? ? ? 后面14~19章討論了高級I/O，高級進程間通信，及終端和偽終端的概念。
? ? ? ? 14章的高級I/O，主要留意I/O的“阻塞”和“非阻塞”兩種不同形式及各自的應用場合。要特別注意，所謂的阻塞或非阻塞是由“文件”的O_NONBLOCK 標志（注意文件描述符起的作用）決定的，而不是I/O 函數(shù)決定的。另外，這個章節(jié)中給出了“鎖”的概念，這是進程或線程同步的重要技術。
? ? ? ? 15章討論了進程間通信的種種方法，個人推薦“管道”和“FIFO”兩種，至于“XSI IPC”則不建議使用，理由在書中也說得很清楚。
? ? ? ? 16章討論了“網(wǎng)絡套接字”編程。本想自己畫個圖來說明，沒有時間就以后再說吧。
? ? ? ? 17章討論了基于15章中所討論的“流機制”和16章討論的“套接字”的兩種高級IPC，具體是哪兩個，有興趣自己去看書吧。前者沒有什么可移植性，后者倒是很不錯的概念。（后者很好體現(xiàn)了制定“套接字”的初衷：既可用于網(wǎng)絡的通信，也可用于本機進程的通信）
? ? ? ? 18章討論了終端I/O。（暈！看過才知道，終端的屬性也太多了吧？）
? ? ? ? 19章討論了“偽終端”，即“PTY”的概念和使用它的初衷。個人認為書中已經(jīng)說得很透徹了。如果你明白了“主設備”和“從設備”的關系，及偽終端運行在從設備上的原理和用處，那么你的知識體系又擴大很多了。
? ? ? ? 20章討論了如何在Unix中構建一個支持 并發(fā)訪問的數(shù)據(jù)庫。
? ? ? ? 21章通過構建一個打印機的CS模型（客戶-服務器）來整合前面大部分章節(jié)的知識，做一個應用示例。

第二部分：本書重點內(nèi)容討論

1.“標準”的重要性。一句話，沒有第一部分所提到的3個標準，就不存在Unix編程了。（個人對“標準”的理解與重視）

2.“內(nèi)核”是什么？能為我們提供什么功能呢？再回過頭來，看看一開始我給出的兩張圖片。第一張是內(nèi)核在整個系統(tǒng)中所處的位置，我想說的是：內(nèi)核是對系統(tǒng)所有硬件資源的“管理和組織者”，你可以說它是“管家”。它負責為上層的軟件運行提供所需的硬件資源的分配和時間調(diào)度的分配等等。可以認為內(nèi)核包含兩大功能：一、驅(qū)動程序集合；二、調(diào)度系統(tǒng)。第二張是內(nèi)核所包含的功能模塊，也可以說是本書所討論內(nèi)容的概括。21個章節(jié)中后19個的內(nèi)容都是對這5個模塊的詳細展開。

3.文件系統(tǒng)的核心概念：“文件描述符”。內(nèi)核對文件系統(tǒng)的管理都是基于“文件描述符”的。不管是創(chuàng)建文件，移動或復制文件，修改文件，刪除文件都使用“文件描述符”來對某個想操作的文件進行引用和表示。

4.區(qū)別一下信號，進程間通信，和進程間同步，及共享等概念的不同。信號，是一種軟中斷；它是異步通信的基礎。所以它（異步通信）是進程間通信的一種方式（我們主要使用的signal調(diào)用，kill調(diào)用等等）。而進程間通信還有別的形式，如Pipes 即管道（典型的是傳統(tǒng)的無名單工管道），FIFOs（又叫有名管道，典型的是雙工管道），XSI IPC（包括三種：消息隊列，信號量（不是信號的概念哈！），共享內(nèi)存）。后面這些方式主要是同步通信，它們主要用于進程間同步。而共享，主要是指內(nèi)存共享，一般會用到14章提到的“鎖機制”來保證一致性，像前面的共享內(nèi)存就是它的一種應用。但你要知道共享的概念主要有兩方面，一是進程間共享，如“內(nèi)存共享”，文件共享（dup文件描述符）等；二是線程共享，共享的概念對于線程似乎是“天經(jīng)地義”的，但主要指的是內(nèi)存中變量等的“小范圍”共享，這點要與進程共享區(qū)別。

5.層次與組件。Unix是一個典型的層次型系統(tǒng)。由第一張圖片可以看出設計者的這種思路。這樣做可以簡化系統(tǒng)的設計，提高系統(tǒng)的性能。另一方面，Unix也是以“組件”（也可叫做“構件”）來將系統(tǒng)的所需功能以模塊的形式很好地組織起來。如圖二。其實，Unix或Linux的內(nèi)核也是這種思路。比如你可以定制自己所需的高效內(nèi)核，刪除其中一些不需要的驅(qū)動代碼模塊。如果不是這種“組件”的思想，那么為達到定制的目的，你就不得不重寫整個內(nèi)核了。

6.本書的特色：盡可能給出所有用到的函數(shù)原型，以及它的實現(xiàn)思想。作者力求讀者不止能夠全面了解到 Unix 中有哪些你可以用的 龐大的 c 語言庫，更希望能明白我們?yōu)楹涡枰硞€函數(shù)，以及怎樣實現(xiàn)這個函數(shù)。Unix中c 語言也是分門別類的，而不是沒有組織的。這種“規(guī)范化”的“標準”，給了我很深的印象。（誠如第1條中我強調(diào)的那樣）

7.這本書有著所有優(yōu)秀計算機類書籍的良好組織編排，特別是給出了很詳實的“附錄”和“索引”。這些細節(jié)是需要很多時間和功夫才能做到盡善盡美的。這也是國內(nèi)許多同類書籍缺少的。現(xiàn)在，我可以將它作為“字典”來隨時查閱了。

第三部分：系統(tǒng)地看待編程

該書是一本結合底層的系統(tǒng)級編程參考書。看完之后，對編程有了更加系統(tǒng)級的認識。

早期計算機誕生的目的就是為了解決龐大的計算問題。那時的計算機主要是以“硬件驅(qū)動”。
這樣說主要是我認為：用戶把一個計算問題（可以認為是他想運行的程序），通過某種方式，比如打孔紙條輸入給計算機，計算機讀取并分析該程序代碼，做計算，并輸出，比如可以輸出到顯示器上。這種模式，簡單也單調(diào)。它不能允許多任務，不能做到更高的硬件資源利用效率。
為了解決效率利用問題，人們希望做一個比較底層的“系統(tǒng)程序”，然后在這個“系統(tǒng)程序”的環(huán)境中來組織，管理和調(diào)度其他“用戶程序”，從而實現(xiàn)多任務與時間上對硬件資源的更高效利用，即“軟件驅(qū)動”硬件資源。從而“操作系統(tǒng)”這個底層軟件誕生了，Unix就是其中一個，而Unix操作系統(tǒng)的核心部分就是“內(nèi)核”。因為要調(diào)度其它多個用戶進程，所以內(nèi)核要有“調(diào)度模塊”，因為這些程序都是要利用計算機的硬件資源來做事情，所以內(nèi)核要給所有的上層程序提供“驅(qū)動模塊”以便它們使用計算機的硬件資源。（見本文第二部分2）

我始終認為軟件和硬件的發(fā)展總是緊密關聯(lián)的。
現(xiàn)在我們有了“操作系統(tǒng)”，那么現(xiàn)在我們看看這種“軟件驅(qū)動”到底給我們帶來了什么好處，與早期的“硬件驅(qū)動”比較。

從電腦加電開始，一步步啟動并初始化操作系統(tǒng)（即內(nèi)核），然后用戶登錄，最后在其中運行自己的計算任務。（見我的另一篇文章：Linux啟動過程，用戶登錄過程，及內(nèi)核進程調(diào)度schedule簡單介紹）schedule（pid=0）就是內(nèi)核的調(diào)度模塊，init（pid=1）就是初始化模塊。在schedule的調(diào)度下程序交替利用cpu的時間片完成自己的任務，并受到schedule的調(diào)度，如開始，暫停，休眠，終止等等。因為Unix中是“進程樹”的進程組織形式，所以每個程序總有它的父進程，最頂端的父進程就是schedule，所以，內(nèi)核總是能夠管理和控制其它進程。

用戶將自己的計算任務（可以是某段程序代碼）存儲在內(nèi)存中供內(nèi)核調(diào)度運行。但是由于內(nèi)存容量有限，并且易失，所以后來演變?yōu)?#xff0c;將程序存放在外存中（比如硬盤），要用時再讀取到內(nèi)存中供內(nèi)核調(diào)度。怎么有組織的存儲我們的程序還有其他數(shù)據(jù)文件呢？于是我們需要有一個“文件系統(tǒng)”來管理這些程序和數(shù)據(jù)文件。而我們想要使用這些文件時，需要一套完善的I/O函數(shù)來進行操作，如讀取，修改，寫入等。這些都是本書3~5章和14章所討論內(nèi)容。

好吧，現(xiàn)在程序已經(jīng)讀取到了內(nèi)存中，內(nèi)核也在某個時間片選中該程序，調(diào)度并開始運行它，并賦予它某個pid號和它所需要的種種運行時環(huán)境和相關的硬件資源（如內(nèi)存空間，寄存器，一些文件描述符等等），現(xiàn)在假如它是進程A，它可能由于計算需要還會產(chǎn)生子進程，如進程B來，而系統(tǒng)中可能還有很多其它的進程C，進程D之類的與它可能發(fā)生關系。由于Unix是多任務系統(tǒng)。所以在下個時間片，該進程就會被其它進程（比如進程C）替換出cpu，轉(zhuǎn)而進入暫停或休眠狀態(tài)。又由于Unix內(nèi)核有搶占機制，所以可能當前時間片未完，它也可能被高優(yōu)先級的其它進程（比如進程D）中斷，被強制替換出cpu。關于進程這一塊就涉及到進程環(huán)境的初始化，進程的控制（內(nèi)核對用戶進程的控制，父進程對子進程的控制等等），由于是多進程環(huán)境，所以各個進程之間存在聯(lián)系（如父子進程，進程組，會話等概念）。由于多進程之間存在聯(lián)系，那么必然需要內(nèi)核提供一些它們之間相互通信的機制，包括同步通信和異步通信（見本文第二部分4的討論）。這些關于進程的內(nèi)容都是本書7~9章討論的。而“信號”的機制在10章作了討論，它是異步通信的基礎。15~17章討論了多種Unix下的通信機制。

有人覺得多進程都還不能充分利用計算機的硬件資源，于是就提出了多線程。多線程解決I/O操作對多進程造成阻塞導致效率低的問題。當然多線程還有一些別的特性，一些別的內(nèi)核線程映射技巧來提高程序的運行效率。這部分在書中11~12章進行了討論。

最后Unix提供了一個其它類別的操作系統(tǒng)少有的東東，即“終端”和“偽終端”的概念和設計。這些“組件”豐富了Unix編程的內(nèi)容，為程序提供了獨特的終端I/O函數(shù)，設計出有用的終端或偽終端程序。本書中18~19章作了深入討論。Linux圖形用戶界面的終端窗口就是一個“偽終端”的前端。

說到圖形界面，這里就再多說幾句，本書中沒有討論這一部分，因為那不是內(nèi)核所關注的模塊或組件，而是“額外”的組件。如果我們要編寫具有交互功能的程序，那么系統(tǒng)提供圖形界面的“函數(shù)庫”就是必須的了。那部分的編程內(nèi)容你就得另外學習。

一開頭我就說了，這本書不局限于面向Unix程序員，對于其它程序員也會有幫助的。
這里說明一下，比如你是一位Java程序員，那么你能從中學到什么呢。
首先你要知道Java提供了一個“虛擬機”（jvm）的概念，你可以認為它就是一個操作系統(tǒng)，或者內(nèi)核。
jvm如同內(nèi)核一樣，提供了自己的庫函數(shù)（就像Unix下豐富的底層函數(shù)調(diào)用一樣）。這些函數(shù)庫也有文件I/O函數(shù)，進程控制函數(shù)，線程控制函數(shù)，網(wǎng)絡套接字部分，當然還少不了“信號機制”等等。
知道這些后，你就明白了，在jvm中編程如同在Unix下編程一樣，需要面對的問題也一樣了。
首先你要知道jvm的調(diào)度模塊，它提供了那些底層庫函數(shù)（驅(qū)動模塊），那么你就可以開始編寫代碼了吧。
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APUE 書中源碼編譯

1.編譯源碼

假設源碼解壓到/home/crazyboy/tmp/apue.2e.src目錄下。首先修改與自己系統(tǒng)對應的Make.defines.*文件,我的是linux系統(tǒng),就修改Make.defines.linux文件,將里面的WKDIR修改成源碼所在的目錄,即這一行改成"WKDIR=/home/crazyboy/tmp/apue.2e.src".然后make或者make linux。如果make的時候報"ARG_MAX"未定義錯誤,那么修改include目錄下的apue.h文件,添加一行:#define ARG_MAX 4096?然后修改threadctl/getenv1.c和threadctl/getenv3.c這兩個文件,添加#include "apue.h".然后再make

2.使用apue.h和libapue.a

源碼的README中只說明如何編譯,如果要編譯自己敲的代碼的話,需要將include/apue.h拷貝到/usr/include目錄下,再將lib/libapue.a拷貝到/usr/lib/或者/usr/lib64/目錄下.然后就可以在自己敲的代碼中使用#include <apue.h>,編譯的時候需要加上-lapue選項.比如要編譯hello.c:

gcc hello.c -lapue -o hello

確保你已經(jīng)安裝了gcc和gawk。

?

步驟

1.到www.apuebook.com下載源碼 2.tar解包，cd apue.2e 3.vi Make.defines.linux 修改變量WKDIR，指向你的apue源碼的位置，我的是/home/huangz/code/apue.2e，所以 WKDIR=/home/huangz/code/apue.2e 4.vi include/apue.h 增加一個常量ARG_MAX，這是threadctl/getenv1.c和threadctl/getenv3.c要用到的；4096這個值是參考里給的，如果有問題，自己修改吧。#define ARG_MAX 4096 5.vi threadctl/getenv1.c 增加#include "apue.h" 6.vi threadctl/getenv3.c 增加#include "apue.h" 7.vi threads/badexit2.c 修改第31行，將pthread_self()的返回值轉(zhuǎn)換為int類型。printf("thread 2: ID is %d\n", (int)pthread_self()); 8.vi std/linux.mk 將兩個nawk改為gawk 9.make 10.sudo cp include/apue.h /usr/includesudo cp lib/libapue.a /usr/lib

好了，測試一下，記得要用-lapue命令讓編譯器鏈接apue庫

gcc main.c -lapue

?

《UNIX?環(huán)境高級編程》每個歷程中，都會有這樣一行：?
＃include "apue.h"?
這個頭文件是作者把把每個例程中常用的標準頭文件，一些常用的出錯處理函數(shù)（err_**（）之類的函數(shù)）和一些常用的宏定義給整理在一個頭文件中。這個可以省去在每個例程中錄入較多的重復代碼，這樣可以減少每個例程的長度。給讀者帶來了不少麻煩。下面給出一種代碼的編譯方法。

1 、解壓文件到apue.2e目錄
2、修改相應平臺的文件,我使用的是linux,所以修改Make.defines.linux?
你修改的只需要這一行WKDIR=/home/your_dir/apue2e_src/apue.2e,改成自己的目錄路徑
3、cd到apue.2e目錄執(zhí)行make，之后你會在lib目錄下面找到libapue.a?這個文件.
現(xiàn)在,你可以把它拷貝到你能尋找的地方,在編寫例子的時候,你就可以

4、拷貝apue2e_src/apue.2e/include/apue.h和apue2e_src/apue.2e/lib/libapue.a

到你的代碼目錄。

5、使用gcc -o hello hello.c libapue.a來編譯你的代碼

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照著做，然后make一下，最后報錯，大概原因是找不到nawk命令。貌似linux下沒有這命令。查到這命令出現(xiàn)在apue.2e/std/linux.mk文件中，試著把nawk換成gawk，再make clean一下，重新make，編譯通過了。

我使用下面命令編譯源程序：

? gcc -o myls ls1.c -I../include ../lib/libapue.a

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gawk命令：

gawk?（?GNU awk?）工具是一種模式掃描和處理語言，它搜索一個或多個文件，以查看這些文件中是否存在匹配指定模式的記錄（通常是文本）。每次發(fā)現(xiàn)時，它通過執(zhí)行動作的方式處理文本。使用?gawk?可以生成報告或者過濾文本，?gawk?的很多結構來自?C?語言。

Gawk?工具是?UNIX awk?的?GNU?版。為了方便起見，很多?linux?系統(tǒng)將?/bin/awk?鏈接到/bin/gawk?，這樣用戶可以使用兩者中的任何一個來運行程序。

/

1.在第二個步驟中要apue.2e中修改Make.defines.linux，但一開始找不到這個文件。原因很簡單：找錯代碼了...重下個。

2.第四個步驟中拷貝?/apue.2e/include/apue.h和/apue.2e/lib/libapue.a到你的代碼目錄。就可以解決找不到源函數(shù)的問題。其中/apue.2e下的一大堆fig*就是書中的示例代碼。fig1.3是第一個源碼。

3.在執(zhí)行#gcc -o test1 fig1.3?libapue.a?編譯時會出現(xiàn)File format not recognized：文件類型顯示不正確的錯誤。只要修改fig1.3名字就OK。

執(zhí)行命令：#cp fig1.3 sample13.c

#gcc -o test1?sample13.c?libapue.a?就編譯成功了！

目錄

(一) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 標準IO

(二) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 文件 IO

(三) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 文件和目錄

(四) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件和信息

(五) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 進程環(huán)境

(六) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 進程控制

(七) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 進程關系 和 守護進程

(八) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 信號

(九) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 線程

(十) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 線程控制

(十一) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 高級 IO

(十二) 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 進程間通信（IPC）

(十三) [終篇] 一起學 Unix 環(huán)境高級編程 (APUE) 之 網(wǎng)絡 IPC：套接字

總結

以上是生活随笔為你收集整理的编译和使用APUE的源码的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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