Unix/Linux核心编程：socket集合与控制台设备解析

"Unix/Linux核心编程教程中的socket集合与设备文件详解" 在Unix/Linux系统编程中，socket集合是一个关键概念，用于高效地管理多个socket句柄。集合变量类型`fd_set`是一个位数组，用于存储一组文件描述符（包括socket）。这些文件描述符可以是打开的套接字，方便在多路复用I/O模型如`select`或`poll`中同时检查多个socket的状态。集合变量的常用运算宏包括： 1. `FD_ZERO(*set)`：这个宏用于清空一个`fd_set`结构，将其所有位设置为0，表示没有socket被包含。 2. `FD_SET(s, *set)`：将socket句柄`s`添加到`fd_set`中，对应的位被设置为1。 3. `FD_CLR(s, *set)`：从集合中移除socket句柄`s`，将对应的位设回0。 4. `FD_ISSET(s, *set)`：检查socket句柄`s`是否在`fd_set`中，如果对应的位为1，则表示`s`存在于集合中。 `FD_SETSIZE`是一个常量，定义了`fd_set`能容纳的最大文件描述符数量。在编程中，确保不超出这个限制是非常重要的，否则可能导致意外的行为。 在深入讲解设备文件之前，我们先了解两个常见的设备文件： 1. `/dev/console`：这是系统控制台的设备文件，用于输出错误信息和诊断数据。在现代系统中，它可以是活动的虚拟控制台或者X窗口系统中的一个控制台窗口。任何写入此设备的数据都会显示在当前的控制台上。 2. `/dev/tty`：这是一个特殊设备文件，如果进程有控制终端，它就指向这个终端。这通常是键盘和显示屏的组合，或者是键盘和窗口。`/dev/tty`允许程序直接与用户交互，即使标准输出被重定向。例如，当`ls –R | more`命令执行时，即使输出被管道到`more`，`more`仍然可以通过`/dev/tty`获取用户的键盘输入。 设备文件在Unix/Linux系统中扮演着重要角色，因为它们提供了与硬件设备通信的抽象接口。除了上面提到的`/dev/console`和`/dev/tty`，还有很多其他设备文件，如字符设备和块设备，它们分别用于非缓冲和缓冲的I/O操作。 在程序运行过程中，可能会遇到各种异常情况，比如除以零错误、尝试访问无效地址等，这时操作系统会发送信号（signal）来通知进程。信号可以由以下几种情况触发： 1. 程序错误：如除以零、非法地址访问等。 2. 用户请求：用户可能通过发送特定键（如Ctrl+C或Ctrl+Z）来中断或暂停程序。 3. 子进程结束：当子进程终止时，父进程会收到相应的信号。 4. 定时器或闹钟到期：预设的定时事件触发信号。 5. 进程间的信号通信：同一个或不同进程的`kill`或`raise`调用可以发送信号。 6. I/O操作尝试：某些无法完成的I/O操作可能引发信号，如磁盘满或设备不可用。 信号是Unix/Linux中一种受限但实用的进程间通信（IPC）方式，允许进程对异常、请求或其他进程的行为做出响应。理解并正确处理信号是编写健壮的系统级程序的关键部分。