Linux系统的功能调用：优化程序性能的必备技能 (linux系统功能调用)
随着互联网时代的到来，软件开发以及计算机技术发展日新月异，这为程序员们的编程工作带来了更高的要求，其中一个最重要的方面就是程序性能。根据统计数据，约有80%的软件应用程序的性能问题是由于糟糕的设计和实现。因此，代码优化是提高程序性能的重要手段之一。在这个过程中，Linux系统的功能调用可以作为优化程序性能的必备技能。
一、Linux系统的功能调用
Linux系统是一种开放源代码的操作系统，开发人员可以通过系统的功能调用对其进行自由修改和改进。系统的功能调用是一种接口，程序员可以使用它来调用操作系统本身提供的服务，例如内存管理、文件I/O、进程管理等等。功能调用分两种类型：系统调用和库函数调用。
系统调用是程序通过操作系统来使用其特定服务的一组函数，也就是说，系统调用是程序和Linux内核之间的接口，它们用于在用户程序和操作系统之间传递参数和处理系统传递的结果。几乎所有的系统都使用这种调用方式，因为它是访问操作系统资源的唯一方式。库函数调用则是程序员使用标准C库函数来操作Linux系统的接口，通常使用较多的有POSIX库和GNU C库。
二、优化程序性能的必备技能
Linux系统具备许多众所周知的特点，如运行稳定、安全性高、易于维护、开放源代码等等。但是，对于程序性能来说，Linux系统的功能调用也是一个非常重要的方面。下面是一些建议，可以通过它们来使用Linux系统的功能调用来优化程序的性能。
2.1 系统调用
（1）使用mmap()系统调用代替read()和write()
系统调用中的mmap()，是将磁盘上一个文件的所有已知数据映射到一块连续的内存空间中，从而避免了不必要的读写操作。当需要处理大量的小数据块时，这非常的有效。而read()和write()系统调用则需要单独对每一个数据块进行读写操作，操作效率较低。
（2）使用select()和poll()系统调用
select()和poll()都可以用于多路复用，即同时监控多个文件描述符。对于select()来说，它使用数组来保存文件描述符，而poll()则使用链表的方式。当需要处理大量的文件描述符时，使用这些系统调用可以大大提高处理效率。
（3）使用gettimeofday()系统调用
gettimeofday()系统调用可以获取当前的时间，通常用于精确计时。例如，在测量代码运行时间时，gettimeofday()非常有用，因为它可以返回一个微秒级别的时间戳，可以方便地计算函数执行时间。
2.2 库函数调用
（1）使用memcpy()和memset()库函数
使用memcpy()和memset()库函数可以实现内存块的快速拷贝和清除操作，这比循环操作更加高效。这些库函数通常可以在Linux系统的C语言库中找到。
（2）使用快速数据结构和算法
对于大量数据处理和高效率的搜索，可以使用快速数据结构和算法，例如哈希表、堆、队列等。Linux系统也内置了一些常用的数据结构和算法库，例如GLib、GList等。
（3）使用多线程技术
多线程技术可以将程序的执行过程分解成多个线程，从而实现程序的并行处理。这些线程可以同时处理程序的不同部分，从而实现高效率的计算和数据处理。Linux系统提供了多种多线程技术，包括POSIX线程、OpenMP、MPI等等。
三、结论
在本文中，我们介绍了Linux系统的功能调用作为优化程序性能的必备技能。我们讨论了一些关于如何使用系统调用和库函数调用来增加程序的可读性和可维护性，从而提高程序的性能。虽然我们没有详细地讨论每一个系统调用或库函数调用，但是通过对这些调用的介绍，程序员可以更好地利用Linux系统的功能调用，优化程序的性能，从而增加其商业竞争力。
相关问题拓展阅读：
- linux下创建一个系统调用mycall(),实现功能：打印字串到屏幕上，并编程调用自己创建的系
- Linux 使用系统调用访问文件，实现cp的功能，这个程序为什么不能运行呢，在线等！
- linux系统的特点是什么?
linux下创建一个系统调用mycall(),实现功能：打印字串到屏幕上，并编程调用自己创建的系
这个不难吧，不知道你的linux平台以及内核版本，但是大同小异。
参照如下网址提供的，明白基本原理后，就可以自己试试了，
Linux 使用系统调用访问文件，实现cp的功能，这个程序为什么不能运行呢，在线等！
参考答案:僵卧孤村不自哀，尚思为国戍轮台。
linux系统的特点是什么?
LINUX系统的主要特点。\x0d\x0a1、开放性：特别是遵循开放系统互连(OSI)国际标准。\x0d\x0a2、多用户：操作系统资源可以被不同用户使用，每个用户对自己的资源(例如：文件、设备)有特定的权限，互不影响。\x0d\x0a3、多任务：计算机同时执行多个程序，而同时各个程序的运行互相独立。\x0d\x0a4、良好的用户界面：Linux向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。Linux还为用户提供了图形用户界面。它利用鼠标、菜单、窗口、滚劢条等设施，给用户呈现一个直观、易操作、交互性强的友好的图形化界面。\x0d\x0a5、设备独立性：操作系统把所有外部设备统一当作成文件来看待，只要安装驱劢程序，任何用户都可以象使用文件一样，操纵、使用这些设备。Linux是具有设备独立性的操作系统，内核具有高度适应能力。\x0d\x0a6、提供了丰富的网络功能：完善的内置网络是Linux一大特点。\x0d\x0a7、可靠的安全系统：Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。\x0d\x0a8、良好的可移植性：将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能_其自身的方式运行的能力。Linux是一种可移植的操作系统，能够在从微型计算机到大型计算机的任何环境中和任何平台上运行。
Linux之所以能在嵌人式系统领域取得如此辉煌的成绩，与其自身的优良特性是分不开的。与其他操作系统相比，Linux具有以下一系列显著的特点。
1．模块化程度高
Linux的内核设计非常精巧，分成进程调度、内存管理、进程间通信、虚拟文件系统和网络接口五大部分；其独特的模块机制可根据用户的需要，实时地将某些模块插入或从内核中移走，使得Linux系统内核可以裁剪得非常小巧，很适合于嵌入式系统的需要。
2．源码公开
由于Linux系统的开发从一开始就与GNU项目紧密地结合起来，所以它的大多数组成部分都直接来自GNU项目。任何人、任何组织只要遵守GPL条款，就可以自由使用Linux 源代码，为用户提供了更大限度的自由度。这一点也正投嵌入式系统所好，因为嵌入式系统应用千差万别，设计者往往需要针对具体的应用对源码进行修改和优化，所以是否能获得源代码 对于嵌入式系统的开发是至关重要的。加之Linux的软件资源十分丰富，每种通用程序在Linux上几乎都可以找到，并且数量还在不断增加。这一切就使设计者在其基础之上进行二次开发变得非常容易。另外，由于Linux源代码公开，也使用户不用担心有“后闸”等安全隐患。
同时，源码开放给各教育机构提供极大的方便，从而也促进了Linux的学习、推广和应用。
3．广泛的硬件支持
Linux能支持x86、ARM、MIPS、ALPHA和PowerPC等多种体系结构的微处理器。目前已成功地移植到数十种硬件平台，几乎能运行在所有流行的处理器上。
由于世界范围内有众多开发者在为Linux的扩充贡献力量，所以Linux有着异常丰富的驱动程序资源，支持各种主流硬件设各和最新的硬件技术，甚至可在没有存储管理单元MMU 的处理器上运行，这些都进一步促进了Linux在嵌入式系统中的应用。
4．安全性及可靠性好
内核高效稳定。Linux内核的高效和稳定已在各个领域内得到了大量事实的验证。
Linux中大量网络管理、网络服务等方面的功能，可使用户很方便地建立高效稳定的防火墙、路由器、工作站、服务器等。为提高安全性，它还提供了大量的网络管理软件、网络分析软件和网络安全软件等。
5．具有优秀的开发工具
开发嵌入式系统的关键是需要有一套完善的开发和调试工具。传统的嵌入式开发调试工具是在线仿真器（In Circuit Emulator，ICE），它通过取代目标板的微处理器，给目标程序提供一个完整的仿真环境，从而使开发者能非常清楚地了解到程序在目标板上的工作状态，便于监视和调试程序。在线仿真器的价格非常高，而且只适合做非常底层的调试。如果使用的是嵌人式Linux，一旦软硬件能支持正常的串口功能，即使不用在线仿真器，也可以很好地进行开发和调试工作，从而节省了一笔不小的开发费用。嵌入式Linux为开发者提供了一套完整的工具链（Tool Chain），能够很方便地实现从操作系统到应用软件各个级别的调试。
6．有很好的网络支持利文件系统支持
Linux从诞生之日起就与Internet密不可分，支持各种标准的Internet网络协议，并且很容易移植到嵌入式系统当中。目前，Linux几乎支持所有主流的网络硬件、网络协议和文件系统，因此它是NFS的一个很好的平台。
另一方面，由于Linux有很好的文件系统支持（例如，它支持Ext2、FAT32、romfs等文件系统），是数据各份、同步和复制的良好平台，这些都为开发嵌入式系统应用打下了坚实的基础。
7．与UNIX完全兼容
目前，在Linux中所包含的工具和实用程序，可以完成UNIX的所有主要功能。
但由于Linux不是为实时而设计的，因而这就成了Linux在实时系统中应用的更大遗憾。不过，目前有众多的自由软件爱好者正在为此进行不懈的努力，也取得了诸多成果
1、开放性：特别是遵循开放系统互连(OSI)国际标准。
2、多用户：操作系统资源可以被不同用户使用，每个用户对自己的资源(例如：文件、设备)有特定的权限，互不影响。
3、多任务：计算机同时执行多个程序，而同时各个程序的运行互相独立。
4、良好的用户界面：Linux向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。Linux还为用户提供了图形用户界面。它利用鼠标、菜单、窗口、滚劢条等设施，给用户呈现一个直观、易操作、交互性强的友好的图形化界面。
5、设备独立性：操作系统把所有外部设备统一当作成文件来看待，只要安装驱劢程序，任何用户都可以象使用文件一样，操纵、使用这些设备。Linux是具有设备独立性的操作系统，内核具有高度适应能力。
6、提供了丰富的网络功能：完善的内置网络是Linux一大特点。
7、可靠的安全系统：Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。
8、良好的可移植性：将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能挄其自身的方式运行的能力。Linux是一种可移植的操作系统，能够在从微型计算机到大型计算机的任何环境中和任何平台上运行。
Linux系统特征
Linux系统有文本编辑界面和图形用户界面（GUI）。其特征包括:多用户、多任务、多平台、可编程SHELL、提供源代码、仿真终端、支持多种文件系统及强大的网络功能等。
多用户：多个用户（六个）能同时从相同或不同的终端（终端号：tty1~tty6）上用同一个应用程序的副本进行工作。在控制台，切换终端的命令是：ALT+F1~F6；在仿真终端窗口（ps/0~n）是：SHIFT+ALT+F1~F6。
多任务：可同时执行多个程序，程序之间互不妨碍。与WINDOWS的多任务不同，Linux将系统没有用到的剩余物理内存全部用来做硬盘的高速缓存。笔者曾经打开三个xterm，分别用于查找文件、调试程序、发邮件。而且还可以指定某一个程序在后台运行，指定某一些程序在特定的时间内运行（at命令）。
多平台：Linux能在X86平台上运行，也能移植到其他平台。
可编程SHELL：SHELL是解释并执行命令的系统外壳程序。通过编写SHELL程序，使得系统更加个性化；而且在一些程序中具有C语言的功能。
提供源代码：Linux是自由软件，源代码完全公开，可以自行编译内核，修改和扩充操作系统，进行二次开发。
Linux支持的文件系统很多，例如：EXT3、NFS、VFS、ISO9660、MSDOS等等。
网络功能：较全面的实现了TCP/IP、SLIP、PPP、PLIP协议，功能强大。
RedHat Linux是目前世界上使用最多的Linux操作系统。因为它具备更好的图形界面，无论是安装、配置还是使用都十分方便，而且运行稳定，因此不论是新手还是老玩家都对它有很高的评价。现在，RedHat Linux又出了9.0新版本，在原有的基础上又有了很大的进步。它完善了图形界面，增强了硬件的兼容性，安装起来更加得心应手，尤其增强了多媒体方面的能力——新版本的XFree 4.0.1使你能够在Linux下播放多媒体文件。它还采用了OpenSSL 128位加密技术，使你的网络通信更加安全；最新的内核；提供了USB接口的鼠标和键盘的支持；提供了更加容易配置和管理的图形桌面以及图形界面的内核调整和防火墙配置工具。总之，不论你是一个新手还是一个Linux的老玩家，不论你是个人使用还是企业用服务器，RedHat Linux 9.0都是你更好的选择。
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