1. 进程管理

(1) 进程创建与控制

• os.fork()
  在 Unix-like 系统中创建子进程，返回子进程的 PID（Windows 不支持）。

  import os
  
  pid = os.fork()
  if pid == 0:
      print("子进程")
  else:
      print(f"父进程，子进程 PID: {pid}")

• os.exec*() 系列
  替换当前进程的镜像（如执行新程序）：

  os.execlp("ls", "ls", "-l")  # 执行 "ls -l"

• os.wait() 和 os.waitpid()
  等待子进程结束并获取状态：

  pid, status = os.wait()
  print(f"子进程 {pid} 退出状态: {status}")

(2) 进程终止

• os.kill(pid, signal)
  向进程发送信号（如 signal.SIGTERM 终止进程）：

  import signal
  os.kill(pid, signal.SIGTERM)

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2. 文件系统操作

(1) 文件描述符（低级IO）

• os.open()
  打开文件并返回文件描述符（支持底层标志如 O_CREAT）：

  fd = os.open("file.txt", os.O_RDWR | os.O_CREAT, 0o644)

• os.read(fd, size) 和 os.write(fd, data)
  直接读写文件描述符：

  data = os.read(fd, 1024)
  os.write(fd, b"Hello")

• os.close(fd)
  关闭文件描述符，避免资源泄漏。

(2) 文件元数据

• os.stat(path)
  获取文件状态（大小、权限、时间戳等）：

  stat_info = os.stat("file.txt")
  print(f"文件大小: {stat_info.st_size} 字节")

• os.utime(path, times)
  修改文件的访问和修改时间：

  os.utime("file.txt", (1630000000, 1630000000))  # (访问时间, 修改时间)

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3. 目录操作

• os.mkdir(path, mode)
  创建目录：

  os.mkdir("new_dir", 0o755)

• os.listdir(path)
  列出目录内容：

  files = os.listdir(".")

• os.chdir(path)
  切换当前工作目录：

  os.chdir("/tmp")

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4. 环境变量与用户信息

• os.environ
  字典形式访问和修改环境变量：

  print(os.environ["PATH"])
  os.environ["MY_VAR"] = "value"

• os.getuid() 和 os.getgid()
  获取当前用户的 UID 和 GID：

  print(f"用户ID: {os.getuid()}, 组ID: {os.getgid()}")

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5. 系统调用与平台适配

• os.uname()
  获取系统信息（Unix-like 系统）：

  sys_info = os.uname()
  print(f"系统: {sys_info.sysname}, 版本: {sys_info.release}")

• os.name
  检测操作系统类型（如 posix、nt）：

  if os.name == "posix":
      print("Unix-like 系统")
  elif os.name == "nt":
      print("Windows 系统")

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6. 信号处理

• os.kill() 与 signal 模块
  发送和处理信号：

  import signal
  
  def handler(signum, frame):
      print(f"收到信号: {signum}")
  
  signal.signal(signal.SIGINT, handler)  # 注册 Ctrl+C 处理函数

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跨平台注意事项

1. 路径分隔符
   使用 os.path.join() 处理路径：

   path = os.path.join("dir", "subdir", "file.txt")  # 自动适配系统分隔符

2. 文件权限
   Windows 不支持 Unix 权限模式，需注意 os.chmod() 的兼容性。

3. 替代模块

   • subprocess: 更安全的进程管理替代 os.fork() 和 os.exec*()。
   • pathlib: 面向对象的路径操作替代 os.path。

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总结

• os 模块提供了对操作系统底层的直接访问，适合需要精细控制资源的场景。
• 核心功能：进程管理、文件操作、环境变量、系统信息。
• 最佳实践：优先使用高层模块（如 subprocess、pathlib），仅在必要时使用底层接口。
• 跨平台陷阱：注意 Unix 和 Windows 的行为差异，使用条件判断或适配层确保兼容性。