Beginning Linux Programming 笔记（四）Linux编程环境

     第四章Linux编程环境相对比较简单，这一章介绍了与Linux编程开发中的一些相关知识。包括编程参数、环境变量、时间日期、临时文件、用户信息、日志与资源限制。

      编程参数

      编程参数上一章有做了简单的介绍，通过void main(int argc, char *argv[ ]) 来调用参数。对于比较简单的参数，我们可以简单通过数组argv[ ]来调用，如果是需要有选项功能，系统提供getopt()函数给我们进一步分析处理选项。

int getopt(int argc, char *const argv[], const char *optstring);

    argc跟argv是main里面的参数，而optstring则是用来定义选项的，例如：getopt(argc, argv, "if:lr")，optstring定义的是允使用的选项，后面带有冒号（:）表明该选项后面需要带参数。

    就如平常使用编译文件的命令： $ gcc -o bin/test test.c，明显选项o是一定要使用参数的，不然系统不知道把编译之后的结果存放在什么地方。要注意的是，使用了getopt()做了一次循环扫描之后，参数的顺序是会发生改变的。例如gcc test.c -o bin/test，执行完扫描之后argv[ ]参数的顺序变成了  gcc -o bin/test test.c，也即是说，optget()会把没有选项的参数都放到argv[ ]的最后面。

      环境变量

      关于系统的环境变量，主要有两个处理函数分别是：

#include <stdlib.h>

char *getenv(const char *name);    取得某个环境变量的值，如getenv("HOME")

int putenv(const char *string);         把一个形如"name=value"的东西输入到环境变量里面。

      时间日期

      时间在计算机里面的存储是长整形，表示的是从1970年1月1日 00:00到所指示时间点所经过的秒数，因此，这个时间只能精确到秒。

#include <time.h>

time_t time(time_t *tloc);

    time函数可以获得当前计算机时间，这个函数可以通过参数也可以通过返回值来获取时间。即

the_time = time((time_t)NULL);

time(&the_time);

    这两个式子的作用是一样的，都可以获取当前时间。

    对于整形数，便于计算机处理，但对于人类，这个整数本身并没有带着太多我们可以理解的信息。所以需要进一步解析该整形数，变成人类易于理解的时间（包含年月日等信息）。

struct tm *gmtime(const time_t timeval);    //获取计算机时间

struct tm *localtime(const time_t timeval);  //获取当地时间

    tm里面有tm_sec,tm_min, tim_hour, tm_mon, tm_year, tm_mday, tm_wday, tm_yday, tm_isdst这些参数，通过这些参数就能调用一个时间的点的年月日以及时分秒等。

      临时文件

      临时文件的创建很简单，使用tmpfile()就行，在使用完改文件之后，系统会自动删除。

#include <stdio.h>

FILE *tmpfile(void);

    注意返回值是FILE类型，而不是int类型，所以创建后的文件只能用于标准文件处理函数（stdio.h），而不能用户低级文件处理函数（unistd.h）。

      用户信息

      在Linux中，用于存放用户信息的文件一般存放在/etc/passwd，该文件一般包括用户名，用户ID，用户组ID，用户HOME目录，用户shell启动程序等。例如下面就是passwd文件中的一条记录：

qitai:x:1002:1001:,,,:/home/qitai:/bin/bash

   同时/etc下面还有一个文件是用来存储用户组信息的，/etc/group，例如下面一条记录
qitai:x:1001:

    Linux中对用户信息查询处理其实就是对这两个文件的处理，有下面几个常用的函数。

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

uid_t getuid(void);      //读取当前登录的用户ID

char *getlogin(void);    //读取当前登录用户名字

gid_t getgid(void);       //读取当前登录用户组ID

      系统日志

      说到系统日志，就得谈谈日志记录里面的记录优先级，也就是日志信息的紧急程度。根据程度的又深到浅可以分为下面八种情况：

LOG_EMERG       超级紧急

LOG_ALERT        紧急警报，例如数据库崩溃

LOG_CRIT           比较严重的错误，例如硬件错误

LOG_ERR            普通错误

LOG_WARNING    警告

LOG_NOTICE       注意

LOG_INFO            信息

LOG_DEBUG         调试信息

记录系统日志通过下面函数即可实现：

#include <syslog.h>

void syslog(int priority, const char *message, arguments......);

优先级有上面八种情况可以选择，后面的信息跟printf();的用法一样。

      资源管理

      系统的资源主要包括内存资源跟CPU资源，因为硬件本身有原因，所以资源会有所限制。而且操作系统为了维持整个系统的稳定，也不会毫无限制地让你使用系统资源，也即是说，系统资源需要一个比较有效的管理。程序对资源的管理主要有两个方面，一个是优先级管理，一个是资源利用限制。由于资源操作都比较繁琐，这里就不多加叙述，感兴趣的可以查看下面的文章http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/007908799/xsh/sysresource.h.html。

    这里介绍一个很有用的函数，是用来获取系统使用资源的。

#include <sys/resource.h>

int getrusage(int who, struct rusage *r_usage);

who是一个常量，有两个值：RUSAGE_SELF、RUSAGE_CHILDREN（当前进程，跟包括子进程）

r_usage有下面两个量：struct timeval ru_utime ,   struct timeval ru_stime。

    一个是程序执行的用户时间，一个是系统时间。用户时间是普通运算运行的时间，系统时间是程序进行系统调用时，切换到内核模式下，其所运行的时间。用户时间跟系统时间的具体区别，可参考https://engineering.purdue.edu/ECN/Support/KB/Docs/UserTimeVsSystemTime

      第四章总体来说比较简单，知识点比较零碎。上面只是提到一些我觉得比较重要和要注意的地方，说到不对的地方，还请大家多多指教。