信号机制
概念：信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，是一种异步通信方式
所有信号的产生及处理全部都是由内核完成的
信号的产生：
1 按键产生
2 系统调用函数产生（比如raise， kill）
3 硬件异常
4 命令行产生 （kill）
5 软件条件（比如被0除，访问非法内存等）
信号处理方式：
1 缺省方式
2 忽略信号
3 捕捉信号
常用信号：
信号命令：
kill [-signal] pid
killall [-u user | prog]
kill -l：显示所有信号指令
信号的函数：
int kill（pid_t pid, int signum）
功能：发送信号
参数：
pid: > 0:发送信号给指定进程
= 0：发送信号给跟调用kill函数的那个进程处于同一进程组的进程。
< -1: 取绝对值，发送信号给该绝对值所对应的进程组的所有组员。
= -1：发送信号给，有权限发送的所有进程。
signum：待发送的信号
int raise(int sig);
给自己发信号，等价于kill(getpid(), signo);
定时器函数
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
功能：定时发送SIGALRM给当前进程
参数： seconds：定时秒数
返回值：上次定时剩余时间。
ualarm （循环发送）
useconds_t ualarm(useconds_t usecs, useconds_t interval);
以useconds为单位，第一个参数为第一次产生时间，第二个参数为间隔产生
int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value);
功能：定时的发送alarm信号
参数：
which：
ITIMER_REAL：以逝去时间递减。发送SIGALRM信号
ITIMER_VIRTUAL: 计算进程（用户模式）执行的时间。 发送SIGVTALRM信号
ITIMER_PROF: 进程在用户模式（即程序执行时）和核心模式（即进程调度用时）均计算时间。 发送SIGPROF信号
new_value： 负责设定 timout 时间
old_value： 存放旧的timeout值，一般指定为NULL
struct itimerval {
struct timeval it_interval; // 闹钟触发周期
struct timeval it_value; // 闹钟触发时间
};
struct timeval {
time_t tv_sec; /* seconds */
suseconds_t tv_usec; /* microseconds */
};
信号的捕捉（重要）
信号捕捉过程：
1.定义新的信号的执行函数handle。
2.使用signal/sigaction 函数，把自定义的handle和指定的信号相关联。
signal函数：
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
功能：捕捉信号执行自定义函数
返回值：成功时返回原先的信号处理函数，失败时返回SIG_ERR
参数：
signo 要设置的信号类型
handler 指定的信号处理函数: SIG_DFL代表缺省方式; SIG_IGN 代表忽略信号;
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <linux/posix_types.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t oldact;
void handle(int sig)
{
printf("I cath the SIGINT \n");
signal(SIGINT,oldact);
}
int main()
{
oldact = signal(SIGINT,handle);
while(1)
{
sleep(1);
}
}
系统建议使用sigaction函数，因为signal在不同类unix系统的行为不完全一样。
sigaction函数：
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int);
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
void (*sa_restorer)(void);
}
参数：
signum：处理的信号
act,oldact: 处理信号的新行为和旧的行为，是一个sigaction结构体。
sigaction结构体成员定义如下：
sa_handler： 是一个函数指针，其含义与 signal 函数中的信号处理函数类似
sa_sigaction： 另一个信号处理函数，它有三个参数，可以获得关于信号的更详细的信息。
sa_flags参考值如下：
SA_SIGINFO：使用 sa_sigaction 成员而不是 sa_handler 作为信号处理函数
SA_RESTART：使被信号打断的系统调用自动重新发起。
SA_RESETHAND：信号处理之后重新设置为默认的处理方式。
SA_NODEFER：使对信号的屏蔽无效，即在信号处理函数执行期间仍能发出这个信号。
re_restorer：是一个已经废弃的数据域
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <linux/posix_types.h>
void handle(int sig)
{
if(sig == SIGINT)
printf("I cath the SIGINT \n");
else if (sig==SIGALRM)
{
printf("second timer \n");
alarm(1);
}
}
int main()
{
struct sigaction act;
act.sa_handler = handle;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGINT,&act,NULL);
alarm(1);
sigaction(SIGALRM,&act,NULL);
while(1)
sleep(1);
}
定时器的实现
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <linux/posix_types.h>
#include <sys/time.h>
void handle(int sig)
{
if(sig == SIGINT)
{
printf("I cath the SIGINT \n");
}
else if (sig==SIGALRM)
{
printf("second timer \n");
}
}
int main()
{
struct sigaction act;
act.sa_handler = handle;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
struct itimerval timevalue;
timevalue.it_interval.tv_sec = 1; //1秒钟执行一次
timevalue.it_interval.tv_usec = 0;
timevalue.it_value.tv_sec = 5; //五秒钟开始启动定时器
timevalue.it_value.tv_usec = 0;
setitimer(ITIMER_REAL,&timevalue, NULL);
sigaction(SIGALRM,&act,NULL); //开始捕捉信号
while(1);
}
使用SIGCHLD信号实现回收子进程
SIGCHLD的产生条件
1子进程终止时
2子进程接收到SIGSTOP信号停止时 b
3子进程处在停止态，接受到SIGCONT后唤醒时
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
void handle(int sig)
{
wait(NULL);
printf("Get sig =%d\n",sig);
}
int main()
{
pid_t pid;
struct sigaction act;
act.sa_handler = handle;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
pid = fork();
if(pid>0)
{
sigaction(SIGCHLD,&act,NULL); //子进程执行完毕后触发函数回收子进程
while(1)
{
printf("this is father process\n");
sleep(1);
}
}
else if(pid == 0)
{
sleep(5);
exit(0);
}
}
有时候不希望在接到信号时就立即停止当前执行，去处理信号，同时也不希望忽略该信号，而是延时一段时间去调用信号处理函数。这种情况可以通过阻塞信号实现。
**信号的阻塞概念：**信号的”阻塞“是一个开关动作，指的是阻止信号被处理，但不是阻止信号产生。
信号的状态：
信号递达（Delivery ）：实际信号执行的处理过程(3种状态：忽略，执行默认动作，捕获)
信号未决（Pending）：从产生到递达之间的状态
信号集操作函数
sigset_t set; 自定义信号集。 是一个32bit 64bit 128bit的数组。
sigemptyset(sigset_t *set); 清空信号集
sigfillset(sigset_t *set); 全部置1
sigaddset(sigset_t *set, int signum); 将一个信号添加到集合中
sigdelset(sigset_t *set, int signum); 将一个信号从集合中移除
sigismember（const sigset_t *set，int signum); 判断一个信号是否在集合中。
设定对信号集内的信号的处理方式(阻塞或不阻塞)
#include <signal.h>
int sigprocmask( int how, const sigset_t *restrict set, sigset_t *restrict oset );
返回值：若成功则返回0，若出错则返回-1
首先，若oset是非空指针，那么进程的当前信号屏蔽字通过oset返回。
其次，若set是一个非空指针，则参数how指示如何修改当前信号屏蔽字。
how可选用的值：（注意，不能阻塞SIGKILL和SIGSTOP信号）
SIG_BLOCK ： 把参数set中的信号添加到信号屏蔽字中 阻塞信号集
SIG_UNBLOCK： 从信号屏蔽字中删除参数set中的信号 取消阻塞信号集
SIG_SETMASK： 把信号屏蔽字设置为参数set中的信号
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
void handle(int sig){
printf("I get sig=%d\n",sig);
}
int main(){
struct sigaction act;
act.sa_handler = handle;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
sigaction(SIGINT,&act,NULL);
sigset_t set;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set,SIGINT);
sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,NULL);
sleep(5);
sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&set,NULL);
while(1){
sleep(1);
}
}
int pause(void);
进程一直阻塞，直到被信号中断，返回值：-1 并设置errno为EINTR
函数行为：
1、如果信号的默认处理动作是终止进程，则进程终止，pause函数么有机会返回。
2、如果信号的默认处理动作是忽略，进程继续处于挂起状态，pause函数不返回
3 、如果信号的处理动作是捕捉，则调用完信号处理函数之后，pause返回-1。
4 、pause收到的信号如果被屏蔽，那么pause就不能被唤醒
int sigsuspend(const sigset_t *sigmask);
功能：将进程的屏蔽字替换为由参数sigmask给出的信号集，然后挂起进程的执行
参数：
sigmask：希望屏蔽的信号
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
void handle(int sig){
printf("I get sig=%d\n",sig);
}
void mytask(){
printf("My task start\n");
sleep(3);
printf("My task end\n");
}
int main(){
struct sigaction act;
act.sa_handler = handle;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGINT,&act,NULL);
sigaction(SIGHUP,&act,NULL);
sigset_t set,set2;
sigemptyset(&set2);
sigaddset(&set,SIGHUP);
sigaddset(&set,SIGINT);
pause();
while(1){
sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,NULL);
mytask();
// sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&set,NULL); 在上句期间按ctrl+c是无效指令，无法被pause接收到，因为执行handle函数取消了
// pause();
sigsuspend(&set2); //用这个就可以响应被阻塞的信号
}
printf("After pause\n");
while(1){
sleep(1);
}
}