HOWTO zu UNIX-Prozess-Schnittstellen

(C) 2007-2017 T.Birnthaler/H.Gottschalk <howtos(at)ostc.de>
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$Id: unix-process-interfaces-HOWTO.txt,v 1.32 2018/02/17 11:44:07 tsbirn Exp $

Dieses Dokument beschreibt die Schnittstellen von UNIX-Prozessen.

Inhaltsverzeichnis

1) Einleitung
1.1) Automatische Schnittstellen
1.2) Manuelle Schnittstellen
1.3) Übersicht
1.4) Unidirektionale Schnittstellen
2) Die Standard-Schnittstellen
2.1) Programmname
2.2) Aufrufargumente
2.3) Umgebungsvariablen
2.4) Standard-Ein/Ausgabekanäle (STDIN/STDOUT/STDERR)
2.5) Exitstatus
2.6) Eltern/Kindprozess-PID
2.7) Signale
2.8) Konfigurationsdateien
3) Weitere Schnittstellen
3.1) Dateien
3.2) Interprocess Communication (IPC)
3.3) Netzwerk
3.4) Datenbank

1) Einleitung   (Toc)

Ein UNIX-Prozess kennt viele Schnittstellen, über die er Daten mit seiner
Umgebung (das ist sein Elternprozess, seine Kindprozesse sowie alle anderen
Prozesse) austauschen kann.

Die Schnittstellen unterscheiden sich in der RICHTUNG (uni/bidirektional) und
in der DATENMENGE, die über sie transferiert werden kann:

  * "Dünn" (nur EIN Wert übergebbar)       ----
  * "Dick" (mehr als ein Wert übergebbar)  ====
  * "Unidirektional" (nur EINE Richtung)   --->  ===>
  * "Bidirektional" (ZWEI Richtungen)      <-->  <==>

1.1) Automatische Schnittstellen   (Toc)

Der 1. Teil umfasst die AUTOMATISCH vorhandenen Standard-Schnittstellen, die
von den Prozessen sofort (ohne sie zu "öffnen") benutzt werden können. Oft
werden dies Schnittstellen sogar "stillschweigend" genutzt, ohne dass dies
großartig auffällt (IN=Eingabe, OUT=Ausgabe, "/"=entweder-oder,
"+"=gleichzeitig):

  +---------------------------------------+--------+---------------------------+
  | Name                                  |  Art   | Datentyp                  |
  +---------------------------------------+--------+---------------------------+
  | 1) Programmname                       |   IN   | Ein Wort                  |
  | 2) Aufrufargumente                    | IN/OUT | Liste von Worten          |
  | 3) Umgebungsvariablen                 | IN/OUT | Paare der Form VAR=TEXT   |
  | 4a) Standard-Eingabekanal (STDIN)     |   IN   | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  | 4b) Standard-Ausgabekanal (STDOUT)    |  OUT   | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  | 4c) Standard-Fehlerkanal (STDERR)     |  OUT   | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  | 5) Exitstatus                         | IN/OUT | Eine Zahl (0-255)         |
  | 6) Eltern/Kindprozess-PID             |   IN   | Zahl(en)   (0-65Tsd/2Mrd) |
  | 7) Signale                            | IN+OUT | Eine Zahl (0-31/63)       |
  | 8) Konfigurationsdateien              |   IN   | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  +---------------------------------------+--------+---------------------------+

1.2) Manuelle Schnittstellen   (Toc)

Der 2. Teil der Schnittstellen muss im Programm explizit GEÖFFNET werden, d.h.
im Prozess muss durch einen "open"- oder "connect"-Aufruf explizit eine
Verbindung dafür hergestellt werden (IN=Eingabe, OUT=Ausgabe, "+"=gleichzeitig):

  +--------------------------------------+--------+---------------------------+
  | Name                                 |  Art   | Datentyp                  |
  +--------------------------------------+--------+---------------------------+
  | 9) Dateien (Geräte)                  | IN+OUT | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  | 10) Netzwerk (UDP/TCP-Socket)        | IN+OUT | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  | 11) IPC (Interprocess Communication) | IN+OUT | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  |      Named Pipe (FIFO)               | IN+OUT | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  |      Locking                         | IN+OUT | Boolean    (Text/Daten)   |
  |      Semaphor                        | IN+OUT | Zahlen     (Text/Daten)   |
  |      Message Queue                   | IN+OUT | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  |      Shared Memory                   | IN+OUT | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  |      Memory Mapped Files             | IN+OUT | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  |      UNIX-Socket                     | IN+OUT | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  | 12) Datenbank (UDP/TCP-Socket, Named | IN+OUT | Byte-Strom (Text/Daten)   |
  +--------------------------------------+--------+---------------------------+

1.3) Übersicht   (Toc)

Alle prinzipiell möglichen Schnittstellen sind in der folgenden Grafik
dargestellt (die automatischen im oberen Bereich, die manuellen im unteren):

                              +---------+
         1) Programmname ---> |         | ===> 4b) STDOUT + 4c) STDERR
      2) Aufrufargumente ===> | Prozess | ---> 5) Exitstatus
   3) Umgebungsvariablen ===> |         | <--> 7) Signale
               4a) STDIN ===> |         | <=== 8) Konfigurationsdateien
                              +---------+
                                   /||
         ++================++======++======++==================++
         ||                ||              ||                  ||
         \/                \/              \/                  \/
  +--------------+   +-----------+   +-------------+   +----------------+
  | Dateien      |   | Netzwerk  |   | IPC (Inter- |   | Datenbank      |
  | (Geräte)     |   | (UDP/TCP- |   | process     |   | (Named Pipe,   |
  |              |   | Socket)   |   | Communi-    |   | UNIX-Socket,   |
  |              |   |           |   | cation)     |   | UDP/TCP-Socket)|
  +--------------+   +-----------+   +-------------+   +----------------+

1.4) Unidirektionale Schnittstellen   (Toc)

Folgende Schnittstellen bieten eine Datenübergabe nur in EINER Richtung
und sind beschränkt auf bestimmte Prozess-Zusammenhänge:

  +--------------------+-------------------------------------------------+
  | Schnittstelle      | Beschränkung/Richtung                           |
  +--------------------+-------------------------------------------------+
  | Programmname       | Eltern --> Kind                                 |
  | Aufrufargumente    | Eltern ==> Kind                                 |
  | Umgebungsvariablen | Eltern ==> Kind                                 |
  | Exitstatus         | Eltern <-- Kind                                 |
  | STDIN              | Eltern ==> Kind                 #=> Geschwister |
  | STDOUT             | Eltern <== Kind + Geschwister ==#               |
  | STDERR             | Eltern <== Kind                                 |
  | Signale            | Eltern <-- Kind + Geschwister <--> Geschwister  |
  +--------------------+-------------------------------------------------+

In grafischer Form:

  +---------+ -->   Programmname  --> +---------+  per Pipe |    +---------+
  |         | ==> Aufrufargumente ==> |         |   verbunden    |         |
  |         | ==>   Umgebungsvar. ==> |         |                |         |
  | Eltern- | <--     Exitstatus  <-- |  Kind-  | STDOUT   STDIN |  Kind-  |
  | Prozess | ==>      STDIN      ==> | Prozess | =============> | Prozess |
  |         | <==      STDOUT     <== |    1    | <------------> |    2    |
  |         | <==      STDERR     <== |         | Signal SIGPIPE |         |
  +---------+ <-- Signal SIGCHLD  <-- +---------+                +---------+

2) Die Standard-Schnittstellen   (Toc)

2.1) Programmname   (Toc)

Jedem Prozess ist der Programmname bekannt, über den er gestartet wurde. Dieser
Programmname ist Teil der Aufrufargumente und zwar das 0-te Argument.
Normalerweise würde man erwarten, dass der Name eines Programms nur durch
Umbenennen veränderbar ist (was wenig sinnvoll erscheint). Unter UNIX können
allerdings in Form von Hardlinks und Symbolischen Links beliebig viele weitere
Namen für ein Programm vergeben werden (per "ln" bzw. "ln -s"). Der
Programmstart über einen Link führt dazu, dass der Programmname nicht mehr dem
eigentlichen Programmnamen entspricht, sondern dem Linknamen.

  skript.sh       # Skript-Aufruf
  echo $0         # Programmname im Skript ausgeben --> .../skript.sh

Über diese "Argument" wird häufig das Grundverhalten des Kommandos gesteuert.
Beispielsweise hat das Programm "bzip2" die zusätzlichen Namen "bunzip2" und
"bzcat". Ein weiteres typisches Beispiel ist das LVM-System (Logical Volume
Management), das ein einziges Hauptprogramm names "lvm" und 40 Unterkommandos
(namens "pv/vg/lv...") kennt, die alle als symbolische Links auf dieses
Hauptprogramm realisiert sind und das grundsätzliche Verhalten des
Hauptprogramms steuern.

  ln skript.sh hl.sh      # Hardlink auf Skriptdatei erstellen
  ln -s skript.sh sl.sh   # Symbolischen Link auf Skriptdatei erstellen
  hl.sh                   # Skript-Aufruf über Hardlink
  echo $0                 # Programmname im Skript ausgeben --> .../hl.sh
  sl.sh                   # Skript-Aufruf über Softlink
  echo $0                 # Programmname im Skript ausgeben --> .../sl.sh

Beispiel für die Abfrage des verwendeten Skriptnamens und unterschiedliche
Reaktionen darauf im Skript:

  case $(basename $0) in      # Reinen Programmnamen extrahieren (ohne Pfad)
      *skript.sh) echo "Per Name 'skript.sh' aufgerufen" ;;
      *hl.sh)     echo "Per Name 'hl.sh' aufgerufen" ;;
      *sl.sh)     echo "Per Name 'sl.sh' aufgerufen" ;;
      *)          echo "Per Name '$0' aufgerufen" ;;
  esac

2.2) Aufrufargumente   (Toc)

Umfassen alle beim Aufruf eines Programms hinter dem Programmnamen auf der
Kommandozeile angegebenen Optionen (kurze "-x" und lange "--xxx") und Argumente
(Datei/Verz.namen, sonstige Parameter). Die erlaubte Maximallänge dieser Liste
ist sehr groß, aber nicht unbeschränkt (etwa 100.000-2 Mio Zeichen). Der
Programmname und die einzelnen Aufrufargumente werden durch "Whitespace"
(Leerzeichen, Tabulator, Newline) voneinander getrennt (--> Quotierung).
Beispiel sind die vielen Optionen des Befehls "ls" und der Quell- und
Zieldateiname des Befehls "mv".

  skript.sh a bb ccc 1234   # Skript-Aufruf mit 4 Argumenten
  echo "1. Argument: $1"    # Im Skript --> a
  echo "2. Argument: $2"    # Im Skript --> bb
  echo "3. Argument: $3"    # Im Skript --> ccc
  echo "4. Argument: $4"    # Im Skript --> dddd
  echo "Anz. Argum.: $#"    # Im Skript --> 4
  echo "Alle Argum.: $@"    # Im Skript --> a bb ccc dddd
  echo "Alle Argum.: $*"    # Im Skript --> a bb ccc dddd

HINWEIS: Leerzeichen trennen Argumente, das macht die Verwendung von Dateinamen
mit Leerzeichen umständlich (müssen mit "...", '...' oder \. quotiert werden).

Angabe von Aufrufparametern beim Programmaufruf:

  KMDO PARAM1 PARAM2 ...   # Aufruf eines Kommandos mit Parametern

Zugriff auf Aufrufparameter in der Shell:

  shift                   # 1. Aufrufparameter entfernen, restliche nachrücken
  shift 4                 # Die ersten 4 Aufrufparameter entfernen, restliche n.

2.3) Umgebungsvariablen   (Toc)

Jeder Prozess hat einen Umgebungsbereich (Environment), in dem er Variablen +
ihre Werte hinzufügen, abfragen, ändern und löschen kann. Diese Variablen
werden meistens GROSS geschrieben. Die Größe dieses Bereiches ist unbeschränkt,
typischerweise stehen darin etwa 100-200 Variablen.

Diese Liste von Umgebungsvariablen mit ihren Werten wird von jedem Prozess beim
Start eines Kindprozesses an diesen vererbt, indem beim Start eine KOPIE der
Liste des Elternprozesses erstellt und dem Kindprozess zugeordnet wird.

Jeder Prozess hat nur auf seinen EIGENEN Umgebungsbereich Zugriff, er kann
keine Variablen+Werte im Umgebungsbereich anderer Prozesse ändern. Am Ende
eines Prozesses verschwindet sein Umgebungsbereich mit den eigenen Variablen.

Beispiel ist die Variable HOME, die den Befehl "cd" beeinflusst, die Variable
PATH zur Steuerung der Suche nach eingetippten Kommandos und die Variablen
LANGUAGE, LANG, LC_ALL, LC_MESSAGE, LC_... mit denen Spracheinstellung vieler
Programme festlegt werden.

Umgebungsvariablen in der Shell anlegen:

  export VAR          # Umgebungsvariable definieren (exportieren)
  export VAR=TEXT     # Umgebungsvariable mit Wert belegen (exportieren)
  KMDO                # Kommando starten, Umgebungsvariablen werden kopiert
  VAR=TEXT ... KMDO   # Temporäre Umgeb.var. mit Wert belegen vor Kmdostart
  VAR=                # Wert einer Umgebungsvariablen löschen --> Var. leer
  unset VAR           # Umgebungsvariable entfernen --> Var. undefiniert

Zugriff auf Umgebungsvariablen in der Shell:

  echo $VAR    # Wert einer Umgebungsvariablen ausgeben
  env          # Alle aktuelle gesetzten Umgebungsvariablen auflisten
  env | sort   # ... alphabetisch sortiert auflisten

ACHTUNG: Umgebungsvariablen nicht mit Shellvariablen verwechseln! Diese sind
nur für die Shell selbst relevant und steuern deren Verhalten oder werden von
ausschliesslich von ihr verwendet, sie werden nicht an andere Prozesse
weitergereicht.

2.4) Standard-Ein/Ausgabekanäle (STDIN/STDOUT/STDERR)   (Toc)

Über die Standard-Ein/Ausgabekanäle kann jeder Prozess Daten mit anderen
Prozessen austauschen (meist mit der Shell). In der Regel handelt es sich dabei
um zeilenorientierte ASCII-Texte, aber auch Binärdaten können übertragen werden.
Sie eignen sich auch für die effizente Übergabe sehr großer Datenmengen. Die
3 Kanäle haben feste Namen (STDIN, STDOUT, STDERR) und feste Nummern (0, 1, 2):

                             +---------+
               (0) STDIN ==> | Prozess | ==> STDOUT (1)
         (Std: Tastatur)     +---------+     (Std: Bildschirm)
                                  ||
                                  \/
                                STDERR (2)
                            (Std: Bildschirm)

Ein Prozess behandelt die 3 Kanäle wie bereits geöffnete sequentielle Dateien,
aus denen er ausschließlich lesen oder in die er ausschließlich schreiben kann.
D.h. darin neu positionieren ist nicht möglich, bereits gelesene Daten können
nicht erneut gelesen und bereits geschriebene Daten können nachträglich nicht
mehr verändert werden. Es kann auch nicht gleichzeitig per Umlenkung aus einer
Datei gelesen und in sie geschrieben werden.

Diese Kanäle bilden die Grundlage der Dateiumlenkung und des Pipemechanismus
unter UNIX. Standardmäßig ist STDIN mit der Tastatur verbunden und STDOUT sowie
STDERR mit dem Bildschirm. Die aktuelle Belegung der drei Kanäle wird von einem
Elternprozess (meist die Shell) an seine Kindprozesse vererbt. EINMAL beim
Start eines Prozesses sind die Kanäle auch auf andere Dateien/Geräte umlenkbar.
In der Shell geschieht diese Umlenkung durch folgende Anweisungen:

  KMDO < DATEI     # Eingaben auf STDIN von DATEI lesen
  KMDO > DATEI     # Ausgaben auf STDOUT auf DATEI schreiben
  KMDO 2> DATEI    # Ausgaben auf STDERR auf DATEI schreiben
  KMDO1 | KMDO2    # STDOUT von KMDO1 mit STDIN von KMDO2 verbinden

Mehrere Kommandos lassen sich über ihre Standard-Ein/Ausgabekanäle leicht zu
einer "Filterkette" oder "Pipeline" zusammensetzen, indem per Pipe-Symbol "|"
die STDOUT- und die STDIN-Kanäle der Kommandos miteinander verbunden werden.

                   KMDO1     |      KMDO2     |      KMDO3
               +----------+     +----------+     +----------+
     STDIN ==> | Prozess1 | ==> | Prozess2 | ==> | Prozess3 | ==> STDOUT
 (Tastatur)    +----------+     +----------+     +----------+     (Bildschirm)
                    ||               ||               ||
                    \/               \/               \/
                  STDERR           STDERR           STDERR
               (Bildschirm)     (Bildschirm)     (Bildschirm)

Die Fehlerkanäle STDERR der verbundenen Prozesse werden nicht mit in den
Datenstrom eingeschleust, sondern bleiben getrennt pro Prozess --- sie werden
also normalerweise auf dem Bildschirm ausgegeben. Sollen die Fehlermeldungen an
eine Prozess weitergereicht oder auf Datei geschrieben werden, so ist pro
Kommando eine zusätzliche Dateiumlenkung für STDERR anzugeben (2> lenkt
Fehlerkanal auf Datei um, 2>&1 fügt ihn zu Kanal 1 hinzu).

  KMDO1 < INPUT 2> ERR1 | KMDO2 2> ERR2 | KMDO3 > OUTPUT 2> ERR3
  KMDO1 < INPUT 2>&1    | KMDO2 2>&1    | KMDO3 > OUTPUT 2>&1

Zugriff auf Standard-Ein/Augabekanäle in der Shell:

  read TEXT            # Text von Standard-Eingabe einlesen (stdin, 0)
  echo "Ausgabe"       # Text auf Standard-Ausgabe ausgeben (stdout, 1)
  echo "Fehler" 1>&2   # Text auf Fehler-Ausgabe ausgeben (stderr, 2)

2.5) Exitstatus   (Toc)

Wird von jedem Prozess am Ende an seinen Elternprozess zurückgegeben. Wert "0"
bedeutet, dass der Prozess ERFOLGREICH ausgeführt wurde. Ein Wert ungleich "0"
bedeutet, dass ein FEHLER auftrat. Falls von einem Programm verschiedene
Exitstati für verschiedene Fehlerarten zurückgegeben werden, dann werden sie in
der zugehörigen man-Page beschrieben.

Der Exitstatus kann vom aufrufenden Programm (Elternprozess, meist die Shell)
abgefragt und abhängig davon unterschiedlich reagiert werden. Existiert sein
Elternprozess nicht mehr, dann bleibt ein Kindprozess so lange als "Zombie" am
Leben, bis er vom Betriebssystem mit dem "init//systemdsystemd"-Prozess
verbunden wird und dort seinen Exitstatus abliefern kann.

Erzeugen eines Exitstatus in der Shell:

  exit      # Exitstatus des zuletzt ausgeführten Kommandos zurückgeben
  exit 0    # Exitstatus 0 zurückgeben
  exit 1    # Exitstatus 1 zurückgeben

Zugriff auf Exitstatus in der Shell:

  KMDO      # Kommando aufrufen --> liefert Exitstatus zurück
  echo $?   # Exitstatus des vorherigen Kommandos abfragen (geht nur 1x!)
  if KMDO   # Exitstatus von Kommando abfragen und für Verzweigung nutzen
  then
      print "Exitstatus $? == 0 --> alles OK!"
  else
      print "Exitstatus $? != 0 --> irgendein Fehler!"
  fi

2.6) Eltern/Kindprozess-PID   (Toc)

Jeder Kindprozess kennt die PID seines Elternprozesses (PPID = parent process
id) und der Elternprozess kennt die PIDs seiner Kindprozesse (child processes).
Die Kenntnis der PID ist zum gezielten Verschicken von Signalen notwendig.

  echo $$      # Eigene Prozess-ID
  echo $PPID   # Elternprozess-ID
  CMD &        # Kommando im Hintergrund starten (Kind-Prozess)
  echo $!      # Prozess-ID des vorher gestarteten Hintergrundkommandos

2.7) Signale   (Toc)

Ein Prozess kann einen festen Satz von Signalen (Nachricht bestehend aus einer
Nummer von 0-31/63) von anderen Prozessen empfangen bzw. an andere Prozesse
senden. Über die (effektive) UID/GID von Sende- und Empfangsprozess und über
den "Signal-Handler" des Empfangsprozesses wird geregelt, ob ein Prozess darauf
reagiert oder nicht. Ein Signal kann im empfangenden Prozess abhängig von der
Signal-Nummer bestimmte Reaktionen auslösen (z.B. liest SIGHUP oft die
Konfigurationsdatei neu ein), ihn abbrechen (z.B. per SIGKILL), es kann aber
auch ignoriert werden. Es gibt 32 bzw. 64 Signale, die wichtigsten sind:

  +-----------+----+-----------------------------------------------------------+
  | Name      | Nr | Bedeutung                                                 |
  +-----------+----+-----------------------------------------------------------+
  | SIGEXIT   |  0 | Bash: Am Skriptende (exit) ausgelöst                      |
  | SIGDEBUG  |  ? | Bash: Nach jedem "einfachen Kmdo" ausgelöst               |
  | SIGRETURN |  ? | Bash: Nach jedem Shell-Funktionsaufruf + ./source-Kmdo    |
  | SIGERR    |  ? | Bash: Nach jedem "einfachen Kmdo" mit Exit-Status != 0 a. |
  +-----------+----+-----------------------------------------------------------+
  | SIGHUP    |  1 | Konfigurationsdatei erneut einlesen (Daemon)     [hangup] |
  +-----------+----+-----------------------------------------------------------+
  | SIGINT    |  2 | Abbrechen durch <Strg-C>                      [interrupt] |
  | SIGKILL   |  9 | Bedingungsloser Prozessabbruch                     [kill] |
  | SIGTERM   | 15 | Prozess beenden (Standard-Signal von "kill")  [terminate] |
  +-----------+----+-----------------------------------------------------------+
  | SIGUSR1   | 10 | Benutzerspezifisch Nr 1                            [user] |
  | SIGUSR2   | 12 | Benutzerspezifisch Nr 2                            [user] |
  +-----------+----+-----------------------------------------------------------+
  | SIGCONT   | 18 | Ausgabe weiterlaufen lassen durch <Strg-Q>     [continue] |
  | SIGSTOP   | 19 | Ausgabe anhalten durch <Strg-S>                    [stop] |
  | SIGTSTP   | 20 | In Hintergrund stellen durch <Strg-Z>    [terminate stop] |
  +-----------+----+-----------------------------------------------------------+
  | SIGQUIT   |  3 | Prozessende erreicht                               [quit] |
  | SIGILL    |  4 | Nicht erlaubte Anweisung gefunden               [illegal] |
  | SIGBUS    |  7 | Bus-Zugriffsverletzung (Alignment)                  [bus] |
  | SIGFPE    |  8 | Mathematik-Fehler              [floating point exception] |
  | SIGSEGV   | 11 | Fehlerhafter Speicherzugriff          [segment violation] |
  | SIGPIPE   | 13 | Prozess in Pipeline nicht mehr da           [broken pipe] |
  | SIGALRM   | 14 | Timeout hat stattgefunden                         [alarm] |
  | SIGCHLD   | 17 | Ein Kindprozess hat sich beendet                  [child] |
  +-----------+----+-----------------------------------------------------------+

HINWEIS: Einige Signale werden automatisch zwischen Eltern- und Kindprozessen
ausgetauscht (z.B. SIGCHLD, SIGPIPE) bzw. bei bestimmten Ereignissen
automatisch vom Betriebssystem an Prozesse verschickt (z.B. SIGILL, SIGBUS,
SIGFPE, SIGSEGV).

Endet ein Kindprozess, dann wird automatisch an den Elternprozess das Signal
SIGCHLD (17) geschickt. Endet ein per Pipe mit einem anderen Prozess verbundener
Prozess, dann wird an seinen Partnerprozess das Signal SIGPIPE (13) geschickt.

Versenden von Signalen in der Shell:

  kill PID         # Signal 15 (TERM) an Prozess verschicken (kontrolliert abbr.)
  kill -9 PID      # Signal 9 (KILL) an Prozess verschicken (unbedingt abbrechen)
  kill -HUP PID    # Signal 1 (HUP) an Prozess verschicken (Konfig neu lesen)
  KMDO             # Kommando starten
  <Strg-C>         # Signal 2 (INT) an laufendes Kommando schicken
  KMDO             # Kommando starten
  <Strg-Z>         # Signal 20 (TSTP) an laufendes Kommando schicken
                   # --> Angehalten und in den Hintergrund gestellt
  KMDO             # Kommando starten
  <Strg-S>         # Signal 19 (STOP) an laufendes Kommando schicken --> anhalten
  <Strg-Q>         # Signal 18 (CONT) an stehendes Kommando schicken --> weiterlaufen
  killall NAME     # Signale 15 (TERM) an alle Prozesse mit Kmdo NAME verschicken
  kill -l          # Alle Signale mit Name + Nummer auflisten
  man 3 signal     # Liste + Beschreibung aller Signale

Abfangen von Signalen in der Shell:

  trap "KMDO" 1      # Signal 1 (HUP) abfangen und KMDO ausführen
  trap "KMDO" 2 15   # Signal 2+15 (INT+TERM) abfangen und KMDO ausführen
  trap               # Liste aller abgefangenen Signale ausgeben

2.8) Konfigurationsdateien   (Toc)

Die meisten Programme lesen beim Start (und evtl. auch beim Empfang des Signals
SIGHUP=1) einen fest definierten Satz von Konfigurationsdateien mit festen
Namen ein. Diese Konfigurationsdateien heißen häufig so wie das Programm selbst
und liegen zentral im "/etc"-Verz. bzw. in den Heimatverz. der Benutzer in Form
von "versteckten" Dateien und/oder Verz. (der Datei/Verz.name beginnt mit ".").

Zuerst wird für alle Benutzer die zentrale/globale Konfigurationsdatei, dann
wird pro Benutzer dessen benutzerspezifische/lokale Konfigurationsdatei aus
seinem Heimatverz. eingelesen. Letztere überschreibg die zentralen Einstellungen
Hier als Beispiel die Konfigurationsdateien der Bourne-Shell "sh":

  /etc/profile   # Zentral
  ~/.profile     # Benutzerspezifisch

Oder für den Editor "emacs":

  /etc/emacs/*   # Zentral
  ~/.emacs.d/*   # Benutzerspezifisch

Oder für den SSH-Server "sshd" und den SSH-Client "ssh":

  /etc/ssh/sshd_config   # Zentral (Server, ACHTUNG: "d"=Daemon im Namen)
  /etc/ssh/ssh_config    # Zentral (Client, ACHTUNG: KEIN "d" im Namen)
  ~/.ssh/ssh_config      # Benutzerspezifisch (Client)

Fehlt eine Konfigurationsdatei, so wird dies in der Regel stillschweigend
übergangen und das im Programm eingebaute Standardverhalten aktiviert.

HINWEIS: Werden Einstellungen in einer Konfigurationsdateien geändert, so ist
dies einem bereits laufenden Prozess per Signal SIGHUP mitzuteilen oder er ist
anzuhalten und neu zu starten, damit er sie erneut einliest.

3) Weitere Schnittstellen   (Toc)

Die weiteren Schnittstellen von UNIX-Programmen müssen explizit GEÖFFNET
werden, d.h. es muss im Programm explizit eine Verbindung dazu hergestellt
werden. Im Gegensatz dazu sind alle vorher beschriebenen Schnittstellen
AUTOMATISCH vorhanden und können sofort benutzt werden, ohne sich um den Aufbau
einer Verbindung zu kümmern.

  * Dateien (Gerätedatei)
  * Interprocess Communication (IPC)
    + Named Pipe (FIFO)
    + Locking
    + Semaphor
    + Message Queue
    + Shared Memory
    + Memory Mapped Files
    + UNIX-Socket
  * Netzwerk
    + UDP/TCP-Socket
  * Datenbank (UNIX-Socket, UDP/TCP-Socket)
  * Transaktionsmonitor
    + MOM = Message Oriented Middleware
    + ESB = Enterprise Service Bus
  * usw...

3.1) Dateien   (Toc)

Ein Prozess kann nahezu beliebig viele Dateien öffnen, auf die er je nach
Dateityp, Zugriffsmodus und Zugriffsrechten (auf Basis der effektiven UID/GID
des Prozesses und der UID/GID der Datei) sequentiellen/wahlfreien lesenden
und/oder schreibenden Zugriff hat. Als besondere Form von "Dateien" sind auch
"Gerätedateien" möglich, die den kontrollierten Zugriff auf Hardware erlauben.

Das UNIX-Betriebssystem führt kein "mandatory" Locking durch, sondern kennt nur
ein "advisory" Locking. D.h. mehrfacher gleichzeitiger Zugriff auf die selbe
Datei wird vom Betriebssystem nicht automatisch überwacht oder unterbunden.
Soll eine Datei dagegen geschützt werden, dann ist das Locking in die
Anwendung(en) einzubauen ("advisory" Locking). Das Betriebssystem stellt dafür
Mechanismen zur Verfügung (z.B. "flock").

3.2) Interprocess Communication (IPC)   (Toc)

Zur Kommunikation zwischen Prozessen stellt das UNIX-Betriebssystem mehrere
Mechanismen zur Verfügung, die sich im Laufe der Zeit entwickelt haben.

  * Named Pipe (FIFO):  Gemeinsam genutzte Datei im Dateisystem
                        (synchronisiert Zugriffe automatisch)
  * Locking:            Flag, das gemeinsam genutzte Resourc gegen
                        gleichzeitigen Zugriff schützt
  * Semaphor:           Zähler, der gemeinsam genutzte Resource gegen
                        gleichzeitigen Zugriff schützt
  * Message Queue:      Nachrichten versenden/puffern/empfangen
  * Shared Memory:      Gemeinsam genutzter Speicher für mehrere Prozesse
  * Memory Mapped File: Dateiinhalt in Prozessspeicher einblenden
                        (lesen/schreiben)
  * UNIX-Socket:        Analog UDP/TCP-Socket anzusteuern,
                        aber rein lokale Verbindungen ohne Netzwerk

3.3) Netzwerk   (Toc)

* UDP/TCP-Socket

3.4) Datenbank   (Toc)

* Noch zu tun!