掌握Linux下C++系统编程需理解文件IO、进程控制、线程管理与信号处理：1. 使用open/read/write/close进行文件操作；2. 通过fork/exec/wait实现进程创建与管理；3. 利用pthread库创建线程并同步；4. 用signal或sigaction处理异步信号。结合C++特性可提升代码安全性与可维护性。
在Linux环境下使用C++进行系统编程，是开发高性能、底层应用的关键技能。它涉及文件操作、进程控制、线程管理、信号处理和IPC（进程间通信）等核心机制。C++结合系统调用和标准库，能充分发挥Linux系统的灵活性与效率。
1. 文件与IO系统编程
Linux中一切皆文件，系统提供了open、read、write、close等系统调用来操作文件。
C++可通过unistd.h和fcntl.h头文件调用这些接口：
- 使用open()打开文件，返回文件描述符
- 通过read()和write()进行数据读写
- 用close()释放资源
示例：
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#include
#include
#include
int main() {
int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
if (fd == -1) {
perror("open");
return 1;
}
write(fd, "Hello Linux\n", 12);
close(fd);
return 0;
}
2. 进程控制：fork、exec与wait
Linux中创建新进程主要依赖fork()和exec()系列函数。
- fork() 创建子进程，返回两次（父进程返回子PID，子进程返回0）
- exec() 替换当前进程映像，常用于运行新程序
- wait() 或 waitpid() 用于父进程等待子进程结束
示例：创建子进程执行ls命令
#include
#include
#include
int main() {
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
execlp("ls", "ls", "-l", nullptr);
} else if (pid > 0) {
wait(nullptr);
std::cout << "Child process finished.\n";
} else {
perror("fork");
}
return 0;
}
3. 多线程编程（POSIX线程）
使用pthread库可实现多线程并发。
- pthread_create() 创建线程
- pthread_join() 等待线程结束
- 配合互斥量（pthread_mutex_t）保护共享数据
编译时需链接-lpthread。
#include
#include
void* say_hello(void* arg) {
std::cout << "Hello from thread!\n";
return nullptr;
}
int main() {
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, nullptr, say_hello, nullptr);
pthread_join(tid, nullptr);
return 0;
}
4. 信号处理
信号是Linux异步事件通知机制，如SIGINT（Ctrl+C）、SIGTERM等。
可用signal()或sigaction()注册信号处理函数。
#include
#include
#include
void handle_sigint(int sig) {
std::cout << "\nCaught SIGINT, exiting gracefully.\n";
exit(0);
}
int main() {
signal(SIGINT, handle_sigint);
while (true) {
std::cout << "Running...\n";
sleep(1);
}
}
基本上就这些。掌握这些基础后，可以进一步学习套接字编程、共享内存、消息队列等高级IPC机制。C++在Linux系统编程中虽不如C“原生”，但借助RAII、类封装等特性，能写出更安全、易维护的系统级代码。关键是理解系统调用接口，并合理结合C++语言优势。
