全世界 99% 的服务器、路由器、交换机、嵌入式设备、数据库、操作系统，全部都是用 C 语言写的，而且全部跑在 Linux 系统上。掌握 Linux 系统编程，才能真正发挥 C 语言的威力。一、为什么要学 Linux 系统编程？
就业面最广：后端开发、嵌入式开发、运维开发、内核开发、网络安全，所有岗位都要求掌握 Linux 系统编程
薪资最高：C 语言相关岗位的平均薪资比 Java、前端高 20% 以上，资深 Linux 开发工程师年薪轻松过 50 万
最有技术壁垒：Linux 系统编程是所有计算机技术的基石，学会了再学其他语言和框架都是降维打击
永远不会过时：Linux 内核已经稳定运行了 30 多年，未来 30 年也不会被淘汰
二、什么是系统调用？
Linux 系统分为两层：用户态和内核态。平时写的普通程序都运行在用户态，不能直接访问硬件和操作系统内核资源。如果想要访问硬件、读写文件、创建进程，就必须通过系统调用向内核发起请求。简单来说：系统调用就是操作系统提供给用户程序的 API。之前用的 printf、fopen、malloc 等标准库函数，底层都是封装了系统调用。标准库函数 vs 系统调用
在高性能场景下，会直接使用系统调用，绕过标准库的缓冲区。三、Linux 开发环境准备
所有 Linux 系统编程的代码都必须在 Linux 环境下运行。推荐三种方式：WSL2（Windows 用户）：Windows 10/11 自带的 Linux 子系统，安装简单，性能好
云服务器：阿里云、腾讯云的轻量应用服务器，一年几十块钱
虚拟机：VMware + Ubuntu 22.04 LTS
安装好 Linux 后，只需要一个 gcc 编译器和一个文本编辑器即可：四、第一个 Linux 系统调用程序
不用 printf，直接用write系统调用向屏幕输出 "Hello Linux!"。这就是一个完整的 Linux 系统调用程序，没有包含 stdio.h，没有用 printf，直接和内核交互。五、文件 I/O 系统调用（企业级标准写法）
Linux 中一切皆文件，所有设备（硬盘、键盘、鼠标、网络）都被抽象成文件，我们可以用统一的四个系统调用来操作所有文件：open：打开文件
read：读取文件
write：写入文件
close：关闭文件
1. open：打开文件
pathname：文件路径
flags：打开方式
mode：文件权限，只有创建文件时需要
返回值：成功返回文件描述符（一个非负整数），失败返回 - 1
2. read：读取文件
fd：open 返回的文件描述符
buf：存放读取数据的缓冲区
count：要读取的字节数
返回值：成功返回实际读取的字节数，到达文件末尾返回 0，失败返回 - 1
3. write：写入文件
参数和 read 类似，返回值是实际写入的字节数
4. close：关闭文件
关闭文件描述符，释放资源
程序退出时系统会自动关闭所有打开的文件，但良好的习惯是手动关闭
六、实战：用系统调用实现高性能文件复制
用这四个系统调用实现一个文件复制程序，比用标准库 fread/fwrite 快 。直接使用系统调用，绕过标准库的缓冲区
使用 4KB 缓冲区，正好是 Linux 系统的页大小，磁盘 I/O 效率最高
没有多余的格式转换，直接读写二进制数据
七、错误处理：perror 函数
系统调用失败时会设置全局变量errno，我们可以用perror函数打印出对应的错误信息：这是 Linux 系统编程中标准的错误处理方式，一定要养成每次系统调用都检查返回值的习惯。八、总结
用户态和内核态：程序运行在用户态，通过系统调用访问内核
系统调用：操作系统提供的 API，直接和内核交互
文件描述符：Linux 中所有资源的抽象
四个基本文件 I/O 系统调用：open、read、write、close
这些是所有 Linux 系统编程的基础，后面我们要学的进程、线程、网络编程，全部都是建立在这些基础之上的。大家有任何不懂的地方，或者敲代码遇到了 bug，都可以在评论区留言，我都会一一回复。如果这篇内容对你有帮助，别忘了点赞、在看、转发给身边同样在学 C 语言的朋友。
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