学会几个系统调用：咱们公司能接哪些类型的项目？
无论是别人写的程序，还是你写的程序，运行起来都是进程。你写的程序应该使用系统调用。
系统调用决定了这个操作系统好用不好用、功能全不全。
立项服务与进程管理
立项服务,对应到 Linux 操作系统中就是创建进程。
创建进程的系统调用叫fork。这个名字很奇怪，中文叫“分支”。为啥启动一个新进程叫“分支”呢？
在 Linux 里，要创建一个新的进程，需要一个老的进程调用 fork 来实现，其中老的进程叫作父进程（Parent Process），新的进程叫作子进程（Child Process）。
一个项目的执行是很复杂的，需要涉及公司各个部门的工作，比如说，项目管理部门需要给这个项目组开好 Jira 和 Wiki，会议室管理部要为这个项目分配会议室等等。
现在有两种方式，一种是列一个清单，清单里面写明每个新项目组都要开哪些账号。但是，这样每次有项目，都要重新配置一遍新的 Jira、Wiki，复杂得很。
另一种方式就是咱们程序员常用的方式，CTRL/C + CTRL/V。也就是说，如果想为新项目建立一套 Jira，但又觉得一个个填 Jira 里面的选项太麻烦，那就可以拷贝一个别人的，然后根据新项目的实际情况，将相应的配置改改。
当父进程调用 fork 创建进程的时候，子进程将各个子系统为父进程创建的数据结构也全部拷贝了一份，甚至连程序代码也是拷贝过来的。
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。这样首先在返回值这里就有了一个区分，然后通过 if-else 语句判断，如果是父进程，还接着做原来应该做的事情；如果是子进程，需要请求另一个系统调用execve来执行另一个程序，这个时候，子进程和父进程就彻底分道扬镳了，也就产生了一个分支（fork）了。
父进程要关心子进程的运行情况，这毕竟是自己身上掉下来的肉。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，这样父进程就知道子进程运行完了没有，成功与否。
会议室管理与内存管理
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。
那独立的办公空间里面，都放些什么呢？
项目执行计划书肯定是要放进去的，因为执行过程中肯定要不断地看。对于进程的内存空间来讲，放程序代码的这部分，我们称为代码段（Code Segment）。
对于进程的内存空间来讲，放进程运行中产生数据的这部分，我们称为数据段（Data Segment）。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，指明才销毁的，这部分称为堆（Heap）。
一个进程的内存空间是很大的，32 位的是 4G，64 位的就更大了，我们不可能有这么多物理内存。
进程自己不用的部分就不用管，只有进程要去使用部分内存的时候，才会使用内存管理的系统调用来登记，说自己马上就要用了，希望分配一部分内存给它，但是这还不代表真的就对应到了物理内存。只有真的写入数据的时候，发现没有对应物理内存，才会触发一个中断，现分配物理内存。
这里我们介绍两个在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，这就像多分配两三个工位，在原来的区域旁边搬两把椅子就行了。
档案库管理与文件管理
文件管理其实花样不多，拍着脑袋都能想出来，无非是创建、打开、读、写等。
对于文件的操作，下面这六个系统调用是最重要的：
- 对于已经有的文件，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；
- 打开文件以后，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，读的系统调用是read，写是write。
Linux 里有一个特点，那就是一切皆文件。
- 启动一个进程，需要一个程序文件，这是一个二进制文件。
- 启动的时候，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。
- 但是如果我想把日志打印到交互控制台上，在命令行上唰唰地打印出来，这其实也是一个文件，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，管道也是一个文件。
- 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。
- 文件都被存储在文件夹里面，其实文件夹也是一个文件。
- 进程运行起来，要想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（File Descriptor），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。
项目异常处理与信号处理
当项目遇到异常情况，例如项目中断，做到一半不做了。这时候就需要发送一个信号（Signal）给项目组。经常遇到的信号有以下几种：
- 在执行一个程序的时候，在键盘输入“CTRL+C”，这就是中断的信号，正在执行的命令就会中止退出；
- 如果非法访问内存，例如你跑到别人的会议室，可能会看到不该看的东西；
- 硬件故障，设备出了问题，当然要通知项目组；
- 用户进程通过kill函数，将一个用户信号发送给另一个进程。
对于一些不严重的信号，可以忽略，该干啥干啥，但是像 SIGKILL（用于终止一个进程的信号）和 SIGSTOP（用于中止一个进程的信号）是不能忽略的，可以执行对于该信号的默认动作。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。
项目组间沟通与进程间通信
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（Message Queue）。由于一个公司内的多个项目组沟通时，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从队列中取消息。
当两个项目组需要交互的信息比较大的时候，可以使用共享内存的方式，也即两个项目组共享一个会议室（这样数据就不需要拷贝来拷贝去）。大家都到这个会议室来，就可以完成沟通了。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，两个项目组共同访问一个会议室里的数据，就会存在“竞争”的问题。如果大家同时修改同一块数据咋办？这就需要有一种方式，让不同的人能够排他地访问，这就是信号量的机制 Semaphore。
对于只允许一个人访问的需求，我们可以将信号量设为 1。当一个人要访问的时候，先调用sem_wait。如果这时候没有人访问，则占用这个信号量，他就可以开始访问了。如果这个时候另一个人要访问，也会调用 sem_wait。由于前一个人已经在访问了，所以后面这个人就必须等待上一个人访问完之后才能访问。当上一个人访问完毕后，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。
公司间沟通与网络通信
不同机器的通过网络相互通信，要遵循相同的网络协议，也即 TCP/IP 网络协议栈。Linux 内核里有对于网络协议栈的实现。如何暴露出服务给项目组使用呢？
网络服务是通过套接字 Socket 来提供服务的。Socket 这个名字很有意思，可以作“插口”或者“插槽”讲。虽然我们是写软件程序，但是你可以想象成弄一根网线，一头插在客户端，一头插在服务端，然后进行通信。因此，在通信之前，双方都要建立一个 Socket。
中介与 Glibc
Glibc 是 Linux 下使用的开源的标准 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，比如说，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 也可能只对应同一个系统调用，如 Glibc 下实现的 malloc、calloc、free 等函数用来分配和释放内存，都利用了内核的 sys_brk 的系统调用。
总结
