C++ 的可移植性和跨平台开发[5]：操作系统
C++ 的可移植性和跨平台开发[5]：操作系统
上一个帖子提到了“ 硬件体系 ”相关的话题，今天来说说和操作系统相关的话题。
为了打字省力，以下把 Linux 和各种 Unix 都统称为 Posix 系统。
刚开始搞跨平台开发的新手，多半都会碰上和 FS 相关的问题。所以先来聊一下 FS。
归纳下来，开发中容易碰上的 FS 差异主要有如下几个：目录分隔符的差异；大小写敏感的差异；路径中禁用字符的差异。
为了应对上述差异，你要注意如下几点：
在给文件和目录命名时，尽量只使用字母和数字。
不要在【同一目录】下放两个【只有大小写不同】的文件（例如 foo.cpp 与 Foo.cpp）。
不要使用某些 OS 的保留字（例如 aux、con、nul、prn）作文件名或目录名。
提醒一下：
刚才说的命名，包括了源代码文件、二进制文件和运行时创建的其它文件。
当你写 #include 语句时，要使用正斜线“/”（各平台通用）而【不要】使用反斜线“\”（仅在 Windows 家族可用）。 #include 语句中的文件和目录名要和实际名称保持大小写【完全一致】。
已经有很多成熟的、用于 FS 的第三方库（比如 boost::filesystem ）。如果你的代码涉及到 FS 的操作（比如目录遍历），尽量使用这些第三方库，可以帮你省不少事情。
由于几个知名的操作系统对回车/换行的处理不一致，导致了这个很烦人的问题。
目前的局面是：Windows 同时使用 CR 和 LF；Linux 和大部分的 Unix 使用 LF；苹果的 Mac OS 系列使用 CR。
对于源代码管理，好在很多版本管理软件（比如 CVS、SVN、Git）都会智能地处理这个问题，让你从代码库取回本地的源码能适应本地的格式。
如果你的程序需要在运行时处理文本文件，要留意本文方式打开和二进制方式打开的区别。另外，如果涉及跨不同系统传输文本文件，要考虑进行适当的处理。
在 Windows 下，如果要执行文件或者加载动态库，一般会搜索当前目录；而 Posix 系统则不尽然。
所以，如果你的应用涉及到启动进程或加载动态库，就要小心这个差异。
对于上述提到的搜索路径问题，有些同学想通过修改 PATH 和 LD_LIBRARY_PATH 来引入当前路径。
如果要使用这种方法，建议你只修改进程级的环境变量，不要修改系统级的环境变量（修改系统级有可能影响到同机的其它软件，产生副作用）。
如果你的应用程序使用动态库，强烈建议动态库导出标准 C 风格的函数；尽量不要导出类，也不要导出涉及名称重载的函数。
如果在 Posix 系统中加载动态库，切记慎用 RTLD_GLOBAL 这个标志位。
这个标志位会 Enable 全局符号表，有可能会导致多个动态库之间的符号名冲突（一旦碰到这种事，会出现匪夷所思的运行时错误，极难调试）。
关于动态库的话题比较大，限于篇幅，以后有时间再单独写一个帖子讨论。
如果你不清楚服务和看守进程的概念，请看维基百科（ 这里 和 这里 ）。（为了叙述方便，以下统称服务）
由于 C++ 开发的模块大部分是后台模块，经常会碰到服务的问题。编写服务需要调用好几个系统相关的 API，导致了与操作系统的紧密耦合，很难用一套代码搞定。
因此，比较好的办法是抽象出一个通用的服务外壳，然后把业务逻辑代码作为动态库挂载到它下面。这样的话，至少保证了业务逻辑的代码只需要一套；服务外壳的代码虽然需要两套代码（一个用于 Windows、一个用于 Posix），但他们是业务无关的，可以很方便地重用。
不同的操作系统，“栈的默认大小”差别很大，从几十 KB（据说 Symbian 只有12K，真抠门）到几 MB 不等。
因此，你事先要打听一下目标系统的默认栈大小，如果碰上像 Symbian 这样抠门的，可以考虑用编译器选项调大。当然，养成“ 不在栈上定义大数组/大对象 ”的好习惯也很重要，否则再大的栈也会被撑爆的。
看到这里，可能有同学要问了，为什么没聊进程管理和多线程的话题？欲知后事如何，且听 下回分解 。
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为了打字省力，以下把 Linux 和各种 Unix 都统称为 Posix 系统。
★文件系统（以下把 FileSystem 简称为 FS）
刚开始搞跨平台开发的新手，多半都会碰上和 FS 相关的问题。所以先来聊一下 FS。
归纳下来，开发中容易碰上的 FS 差异主要有如下几个：目录分隔符的差异；大小写敏感的差异；路径中禁用字符的差异。
为了应对上述差异，你要注意如下几点：
◇文件和目录命名要规范
在给文件和目录命名时，尽量只使用字母和数字。
不要在【同一目录】下放两个【只有大小写不同】的文件（例如 foo.cpp 与 Foo.cpp）。
不要使用某些 OS 的保留字（例如 aux、con、nul、prn）作文件名或目录名。
提醒一下：
刚才说的命名，包括了源代码文件、二进制文件和运行时创建的其它文件。
◇#include 语句要规范
当你写 #include 语句时，要使用正斜线“/”（各平台通用）而【不要】使用反斜线“\”（仅在 Windows 家族可用）。 #include 语句中的文件和目录名要和实际名称保持大小写【完全一致】。
◇代码中涉及FS操作，尽量使用现成的库
已经有很多成熟的、用于 FS 的第三方库（比如 boost::filesystem ）。如果你的代码涉及到 FS 的操作（比如目录遍历），尽量使用这些第三方库，可以帮你省不少事情。
★文本文件的 回车（CR）与 换行（LF）
由于几个知名的操作系统对回车/换行的处理不一致，导致了这个很烦人的问题。
目前的局面是：Windows 同时使用 CR 和 LF；Linux 和大部分的 Unix 使用 LF；苹果的 Mac OS 系列使用 CR。
对于源代码管理，好在很多版本管理软件（比如 CVS、SVN、Git）都会智能地处理这个问题，让你从代码库取回本地的源码能适应本地的格式。
如果你的程序需要在运行时处理文本文件，要留意本文方式打开和二进制方式打开的区别。另外，如果涉及跨不同系统传输文本文件，要考虑进行适当的处理。
★文件搜索路径（包括搜索可执行文件和动态库）
在 Windows 下，如果要执行文件或者加载动态库，一般会搜索当前目录；而 Posix 系统则不尽然。
所以，如果你的应用涉及到启动进程或加载动态库，就要小心这个差异。
★环境变量
对于上述提到的搜索路径问题，有些同学想通过修改 PATH 和 LD_LIBRARY_PATH 来引入当前路径。
如果要使用这种方法，建议你只修改进程级的环境变量，不要修改系统级的环境变量（修改系统级有可能影响到同机的其它软件，产生副作用）。
★动态库
◇动态库导出函数
如果你的应用程序使用动态库，强烈建议动态库导出标准 C 风格的函数；尽量不要导出类，也不要导出涉及名称重载的函数。
◇符号表
如果在 Posix 系统中加载动态库，切记慎用 RTLD_GLOBAL 这个标志位。
这个标志位会 Enable 全局符号表，有可能会导致多个动态库之间的符号名冲突（一旦碰到这种事，会出现匪夷所思的运行时错误，极难调试）。
关于动态库的话题比较大，限于篇幅，以后有时间再单独写一个帖子讨论。
★服务/看守进程
如果你不清楚服务和看守进程的概念，请看维基百科（ 这里 和 这里 ）。（为了叙述方便，以下统称服务）
由于 C++ 开发的模块大部分是后台模块，经常会碰到服务的问题。编写服务需要调用好几个系统相关的 API，导致了与操作系统的紧密耦合，很难用一套代码搞定。
因此，比较好的办法是抽象出一个通用的服务外壳，然后把业务逻辑代码作为动态库挂载到它下面。这样的话，至少保证了业务逻辑的代码只需要一套；服务外壳的代码虽然需要两套代码（一个用于 Windows、一个用于 Posix），但他们是业务无关的，可以很方便地重用。
★默认栈大小
不同的操作系统，“栈的默认大小”差别很大，从几十 KB（据说 Symbian 只有12K，真抠门）到几 MB 不等。
因此，你事先要打听一下目标系统的默认栈大小，如果碰上像 Symbian 这样抠门的，可以考虑用编译器选项调大。当然，养成“ 不在栈上定义大数组/大对象 ”的好习惯也很重要，否则再大的栈也会被撑爆的。
看到这里，可能有同学要问了，为什么没聊进程管理和多线程的话题？欲知后事如何，且听 下回分解 。
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