Linux编程手册
21. 转码
21.1 iconv_open
函数：iconv_t iconv_open(const char *tocode, const char *fromcode);
功能：分配一个转换描述符，用于将字节序列从fromcode编码转换到tocode编码
头文件：#include <iconv.h>
参数：系统支持的fromcode和tocode的合法值及其组合，全部罗列于iconv --list的输出中
返回值：成功则返回转换描述符；失败则返回-1，并置错误码
说明：
① 一个转换描述符iconv_t不可同时用于多个线程
② 转换描述符iconv_t用完后，需调用关闭函数iconv_close()
21.2 iconv
函数：size_t iconv(iconv_t cd,
char **inbuf, size_t *inbytesleft,
char **outbuf, size_t *outbytesleft);
功能：执行字符集转换
头文件：#include <iconv.h>
参数：
cd 转换描述符
inbuf 指向输入缓冲区首地址的指针
inbytesleft 表示输入缓冲区等待转换的字节个数
outbuf 指向输出缓冲区首地址的指针
outbytesleft 表示输出缓冲区中可用空间大小，字节个数
返回值：成功则返回转换的字符数；失败则返回-1，并置错误码
描述：
① 该函数从*inbuf读取多字节序列，将其转换成目标格式的多字节序列，并将结果存放在*outbuf
② *inbuf中至多*inbytesleft个字节将被读取，至多*outbytesleft个字节将被写入*outbuf
③ 一次转换一个字符，然后根据已转换的输入字节数，递增*inbuf，递减*inbytesleft；根据已转换的输出字节数，递增*outbuf，递减*outbytesleft
21.3 示例
说明：
① 因为iconv会递增*inbuf和*outbuf，因此需要使用临时变量
char *inbuf = (char*)ch;
char *outbuf = buf;
以保证原输入/输出缓冲区指针不变，即ch和buf值不改变。
② 函数执行结束后，inbuf和outbuf的值已改变，不再指向缓冲区首地址，所以获取转换结果，应使用buf，而不是outbuf
③ 转换过程，不会影响输入缓冲区中的原始内容，即ch中的内容不改变
20. 文件I/O
20.1 std::ifstream
打开
读取
20.2 std::ofstream
打开
写入
说明
① std::ofstream::app指定文件打开方式为追加，即从原文件内容的末尾开始写入；默认打开方式为截断，即删除原文件内容
② 文件路径可为绝对路径或相对路径，但不能使用「~」
19. C++11
19.1 shared_ptr
gcc 4.4
头文件：#include <tr1/memory>
使用：std::tr1::shared_ptr<T> shp;
说明：头文件位于目录/usr/include/c++/4.4.7/tr1
gcc 4.8
头文件：#include <memory>
Makefile：CXXFLAGS=-std=c++11
使用：std::shared_ptr<T> shp;
19.2 function与bind
gcc 4.4
头文件：#include <tr1/functional>
使用：std::tr1::function<> fn; std::tr1::bind(&Class::FnMem, &obj, std::tr1::placeholders::_1);
说明：头文件位于目录/usr/include/c++/4.4.7/tr1
gcc 4.8
头文件：#include<functional>
Makefile：CXXFLAGS=-std=c++11
使用：std::function<> fn; std::bind(&Class::FnMem, &obj, std::tr1::placeholders::_1);
19.3 auto
gcc 4.4
Makefile：CXXFLAGS=-std=c++0x
使用：auto pos = vector.begin();
gcc 4.8
Makefile：-std=c++11
使用：auto pos = vector.begin();
18. SIGPIPE
当一个进程向某个已收到RST的套接字执行写操作时，内核会向该进程发送一个SIGPIPE信号，该信号的默认行为是终止进程
不论进程是捕获了该信号并从其信号处理函数返回，还是简单地忽略该信号，写操作都将返回EPIPE错误
情景还原
现假设数据流向为A——>B
A和B位于两台主机，A发送数据，B给予应答，然后终止进程B
进程终止时，该进程打开的所有描述符都将被关闭，对于套接字描述符，即向对端发送FIN
FIN的作用是告知对端，我的数据已发送完成，你的recv函数可以停止了，但你有数据仍旧可以发送过来，我接着，此即TCP的半连接状态
B关闭套接字——向A发送FIN——A不知进程B已停止，继续向B发送数据——第一次send——数据拷入套接字发送缓冲区——send成功返回，返回值为数据长度——数据发往B所在主机——进程B已终止，连接已失效——B所在主机发送RST——假设A此刻没有对该套接字调用接收函数以感知RST的到来——A第二次send——内核已知此套接字收过RST——内核向A发送SIGPIPE信号
程序设计
为防止服务器异常终止，应按如下方法之一操作：
1. 程序初始化时，全局范围内忽略SIGPIPE信号：signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
2. 使用MSG_NOSIGNAL标志调用send函数：send(s, buf, len, MSG_NOSIGNAL);
引申
是否需要心跳，综合考虑下述两点：
1. 服务器进程异常终止，服务器进程重启，服务器主机重启，此三种情况下，client通过send返回的EPIPE错误，均可及时发现连接异常
2. 服务器断网，服务器主机崩溃未重启，此两种情况下，源自Berkeley的内核重传12次、约9分钟后返回给发送进程一个错误
17. 单词简写
server : sev
device : dev
函数前缀 : fn
参数 : parm
16. make
格式：make -f filename
说明：若filename为Makefile或makefile，则-f filename可以省略
使用c++11特性，需向Makefile中加入
CXXFLAGS=-std=c++11
15. gdb
15.1 添加编译选项
编辑Makefile，增加
CXXFLAGS = -g
将所有的g++替换为
g++ $(CXXFLAGS)
向makefile的所有编译过程加-g选项：make CXXFLAGS=-g
gdb调试，要求在所有文件编译过程中，加入-g选项。在文件数巨多的情况下，手动添加几乎不实际，特别是含有大量自动推导过程。
这时，无需修改makefile，直接运行make CXXFLAGS=-g，即可实现目的。
15.2 设置字符串显示长度
gdb打印字符串时，默认只显示部分数据，可通过如下命令进行修改：
set print elements 0
默认设置是200，设置为0表示没有限制
14. 查看信号
man 7 signal
13. 随机数
13.2 /dev/urandom
说明：字符文件，真随机数生成器
示例：
◇ 相同的srand()参数，会导致rand()函数产生相同的随机数序列
◇ 同一时刻，两个线程或进程同时读取/dev/urandom，随机数序列不同
◇ /dev/random为真随机数生成器，/dev/urandom是它的副本，是很真的伪随机，u为unblock，非阻塞之意，即在Linux中熵用完的情况下，读取/dev/random会发生阻塞，而/dev/urandom则会重复使用熵池中的数据，以产生伪随机数
注意：
/dev/urandom的开销（耗时）是rand()函数的几十倍，故应只在需要产生强密码的环境下使用/dev/urandom，甚至是/dev/random，普通情况下还是应该使用rand()函数
标准方式：
①使用/dev/urandom初始化srand()的种子 ②然后使用rand()生成随机数
13.1 random函数
函数：void srand(unsigned int seed);
功能：设置随机数序列的种子
说明：种子相同，则调用rand()生成的随机数序列相同
函数：int rand();
功能：生成随机数
函数：time_t time(time_t *t);
功能：获取自Epoch经过的秒数
参数：存放返回结果，恒为NULL
12. 正则表达式
验证字符串格式："yyyy-mm-dd hh:mm:ss"
函数：int regcomp(regex_t *prgx, const char *pattern, int flags);
功能：按照指定的模式创建正则表达式
参数：
regex_t *prgx：出参，即结果
const char *pattern：模式字符串
int flags：控制标志
控制标志：
REG_EXTENDED：使用POSIX扩展正则表达式，否则基础正则表达式。
REG_ICASE：忽略大小写
REG_NOSUB：不支持子串匹配
返回值：成功返回0，否则错误码
函数：int regexec(const regex_t *prgx, const char *obj_string, size_t nmatch, regmatch_t pmatch[], int flags);
功能：正则匹配
参数：
const regex_t *prgx：使用的正则表达式，由regcomp生成
const char *obj_string：待匹配字符串，目标字符串
size_t nmatch：pmatch元素个数，暂为0
regmatch_t pmatch[]：暂未使用，恒为NULL
int flags：标志位，未使用，暂为0
返回值：匹配成功返回0，否则返回REG_NOMATCH
函数：size_t regerror(int errcode, const regex_t *prgx, char *buffer, size_t buffer_size);
功能：根据错误码获取对应的错误信息
参数：
int errcode：错误码
const regex_t *prgx：发生错误的正则表达式
char *buffer：接收缓冲区
size_t buffer_size：接受缓冲区大小
返回值：返回buffer的实际使用大小
函数：void regfree(regex_t *prgx);
功能：释放prgx占用的空间
参数：待释放的regex_t结构体指针
11. UUID
依赖：yum install libuuid-devel
函数： void uuid_generate(uuid_t buuid);
功能：创建uuid，二进制格式uuid
参数：出参，uuid_t型变量，即结果
说明：函数生成uuid的方式，或者/dev/urandom，或者当前时间+主机MAC+伪随机数生成器
附加：typedef unsigned char uuid_t[16];
函数：void uuid_unparse(uuid_t buuid, char *cuuid);
功能： 把uuid从二进制格式转换成字符串格式
参数：
uuid_t buuid：二进制型uuid，由uuid_generate生成
char *cuuid：结果字符串，出参，字符串型uuid
10. Linux平台数据类型
Linux平台特定数据类型定义文件：/usr/include/stdint.h
部分截图如下：
9. 线程
头文件：#include <pthread.h>
函数原型：
int pthread_create(
pthread_t *thread,
const pthread_attr_t *attr,
void* (*func) (void *arg),
void *arg
);
功能：创建线程
返回值：成功返回0， 失败返回错误码
示例：
8. 计时器
clock_gettime
头文件：#include <time.h>
函数原型：int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);
功能：返回日历时间，精确到纳秒
返回值：成功返回0；失败返回-1，置错误码
依赖库：librt.so，编译加-lrt选项，否则报错“undefined reference to clock_gettime”
标准示例
本地测试结果：
clock_gettime一次耗时150ns，相当于
for(int i = 0; i != 50; ++i)
;
空转50次，故对系统性能影响较小。
gettimeofday
头文件：#include <sys/time.h>
函数原型：int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);
功能：返回自Epoch经过的时间，精确到微秒
返回值：成功返回0，失败-1，置错误码
示例：
7. 互斥锁
函数：int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t *attr);
功能：初始化属性对象
参数：pthread_mutexattr_t类型的属性对象
返回值：成功返回0，否则错误码
函数：int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t *attr, int type);
功能：设置mutex类型
参数：
pthread_mutexattr_t *attr：待设置的属性对象
int type：mutex类型
返回值：成功返回0，否则错误码
类型：
PTHREAD_MUTEX_NORMAL：重复加锁，将导致死锁；释放其它线程持有的锁，将导致未定义的行为；释放未加锁的锁，将导致未定义的行为。
PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK：重复加锁，将返回错误；释放其它线程持有的锁，将返回错误；释放未加锁的锁，将返回错误。
PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE：重复加锁，没有问题，但需释放相同次数；释放别人的锁，将返回错误；释放未加锁的锁，将返回错误。
PTHREAD_MUTEX_DEFAULT：重复加锁，未定义的行为；释放别人的锁，未定义的行为；释放未加锁的锁，未定义的行为。
函数：int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mtx, const pthread_mutexattr_t *attr);
功能：初始化mutex对象
参数：
pthread_mutex_t *mtx：待初始化锁对象
const pthread_mutexattr_t *attr：属性设置
返回值：成功返回0，否则错误码
说明：重复初始化，将导致未定义的行为
函数：int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mtx);
功能：销毁锁对象
参数：待销毁的锁
返回值：成功返回0，否则错误码
说明：销毁后，二次引用锁对象，未定义的行为。销毁未加锁的锁，没有问题；销毁已加锁的锁，未定义的行为。
函数：int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mtx);
功能：上锁
参数：目标锁
返回值：成功返回0，否则错误码
函数：int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mtx);
功能：释放锁
参数：目标锁
返回值：成功返回0，否则错误码
6. 获取socket对应的地址
头文件：#include <sys/socket.h>
函数原型：int getsockname(int s, sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
功能：返回socket s绑定的本地地址信息
返回值：成功返回0，失败-1，置错误码。
示例：
5. 头文件
5.2 规范
为防止头文件被多次引用，造成重定义错误，头文件开始处需有：
#program once
#ifndef XXX #define XXX #endif
头文件中可以有枚举、宏定义、变量和函数的声明、完整的类定义，但是不可以出现变量和函数的定义，否则报重定义错误
解决方法：变量和函数前加static，定义成静态变量和函数
注：变量声明格式为extern T t; 而T t;即定义变量t
5.1 概览
#include <stdio.h> C标准库头文件，对应标准输入输出；
#include <string.h> C标准库头文件，对应字符串操作。
C++不赞成混用C函数库，故对C标准库进行封装，对应如下：
#include <cstdio> C++对C库的封装，printf的头文件
#include <cstring> C++对C库的封装，strerror的头文件
另有
socket和sockaddr对应的头文件为
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
错误码errno头文件
#include <errno.h>
4. 使用VS2010编辑linux代码
编写完成后需转换格式，防止文件放到linux下出现乱码和编译问题。
VS2010——文件——高级保存选项：
编码：Unicode(UTF-8 无签名)
行尾：Unix(LF)
3. 头文件路径
参数-I/path/指定头文件路径
#include <file>：先搜索-I指定的目录，之后是系统默认头文件目录；
#include "file"：先搜索当前目录，然后是-I目录，最后是系统默认目录。
2. 动态库
生成的可执行文件较小，运行时进行动态链接，库文件必须存在
2.1 生成
命令：g++ -fPIC -shared -o「libxxx.so」「source.cpp」
2.2 使用
△ 编译期
① g++ -L/path -lname
② g++ /path/libname.so
两种方法都可以为编译期指定动态库路径，目的也都是为了编译能够通过。差别在于：
◇ 方法一生成的可执行文件，运行期，会遵照动态库默认搜索顺序，查找动态库，依次是编译期添加的路径、LD_LIBRARY_PATH、/etc/ld.so.cache、/usr/lib与/usr/lib64;
◇ 方法二生成的可执行文件，运行期，只从/path/目录下找寻动态库。因此，动态库位置一旦改变，可执行文件即不可运行
g++ libname.so，即动态库位于当前编译目录时，该法可用，且效果等同于①
△ 运行期
若可执行文件以g++ /path/libname.so的方式生成，则去到/path/目录下查找动态库；
否则遵照动态库默认搜索顺序，依次查找对应目录，使用找到的第一个库文件
2.3 说明
a. 编译时添加运行期动态库搜索路径的方法是：gcc -Wl,-rpath=.:..:lib，路径之间以":"分隔。
b. 编译完成后，需将动态库文件，放入指定的目录，否则出现编译时链接成功、运行时链接失败的结果。
c. -L选项仅指定了编译时链接路径，库代码未嵌入到可执行文件。运行时链接，由系统自动搜索默认库文件路径完成。
2.4 示例
库的头文件和源文件，及程序代码文件，参考静态库的示例
编译
1. 静态库
库里面的代码直接嵌入到可执行文件中，故可执行文件较大，同时脱离对库文件的依赖
1.1 生成
步骤：
① 将源文件编译成目标文件；
② 将目标文件打包到静态库中
命令：
① g++ -o「obj.o」-c「source.cpp」
② ar rcs「libxxx.a」「obj.o」
1.2 使用
命令：g++ -o「exe」「SourceFiles」「/path/libxxx.a」
说明：编译完成后，可执行文件即与库文件脱离关系，即：
◇ 无论库文件「libxxx.a」仍否存在
◇ 无论库文件「libxxx.a」位置是否变动
◇ 无论可执行文件「exe」位置是否变动
可执行文件「exe」均能正常运行
1.3 示例
头文件
源文件
编译
使用，注意包含头文件
执行及结果
