C++ 的可移植性和跨平台开发[5]:操作系统

2009-02-07编程 编程.C

  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。


★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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