6.13 信号机制(信号概念、发送、定时器、信号捕捉、SIGCHLD)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了6.13 信号机制(信号概念、发送、定时器、信号捕捉、SIGCHLD)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

信号机制

信号的产生

常用信号1

常用信号2

信号相关命令kill/killall

信号发送-kill/raise

信号相关函数- alarm/pause

信号函数alarm/pause-示例

设置信号响应方式-signal

信号函数signal-示例

子进程结束信号

笔记


信号机制

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 
linux内核通过信号通知用户进程,不同的信号类型代表不同的事件 
Linux对早期的unix信号机制进行了扩展
进程对信号有不同的响应方式
 缺省方式
 忽略信号
 捕捉信号

信号的产生

按键产生
系统调用函数产生(比如raise, kill)
硬件异常
命令行产生 (kill)
软件条件(比如被0除,访问非法内存等)

常用信号1

信号名

含义

默认操作

SIGHUP

该信号在用户终端关闭时产生,通常是发给和该

终端关联的会话内的所有进程

终止

SIGINT

该信号在用户键入INTR字符(Ctrl-C)时产生,内

核发送此信号送到当前终端的所有前台进程

终止

SIGQUIT

该信号和SIGINT类似,但由QUIT字符(通常是

Ctrl-\)来产生

终止

SIGILL

该信号在一个进程企图执行一条非法指令时产生

终止

SIGSEV

该信号在非法访问内存时产生,如野指针、缓

冲区溢出

终止

SIGPIPE

当进程往一个没有读端的管道中写入时产生,代

表“管道断裂”

终止

常用信号2

信号名

含义

默认操作

SIGKILL

该信号用来结束进程,并且不能被捕捉和忽略

终止

SIGSTOP

该信号用于暂停进程,并且不能被捕捉和忽略

暂停进程

SIGTSTP

该信号用于暂停进程,用户可键入SUSP字符(

通常是Ctrl-Z)发出这个信号

暂停进程

SIGCONT

该信号让进程进入运行态

继续运行

SIGALRM

该信号用于通知进程定时器时间已到

终止

SIGUSR1/2

该信号保留给用户程序使用

终止

信号相关命令kill/killall

kill [-signal] pid
 默认发送SIGTERM
 -sig 可指定信号
 pid  指定发送对象

killall [-u  user | prog]
 prog  指定进程名
 user  指定用户名

信号发送-kill/raise

 #include  <unistd.h>
 #include <signal.h>
 int  kill(pid_t pid,  int sig);
 int  raise(int sig);       //给自己发信号

 成功时返回0,失败时返回EOF
 pid 接收进程的进程号:
    0代表同组进程; -1代表所有进程 
 sig 信号类型

信号相关函数- alarm/pause

int  alarm(unsigned int seconds);
 成功时返回上个定时器的剩余时间,失败时返回EOF
 seconds 定时器的时间
 一个进程中只能设定一个定时器,时间到时产生SIGALRM

int pause(void);
 进程一直阻塞,直到被信号中断
 被信号中断后返回-1,errno为EINTR

信号函数alarm/pause-示例

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main() {
   alarm(3);
   pause();
   printf(“I have been waken up!\n”);
   return 0;
}
$ ./a.out 
Alarm clock

//重要:alarm经常用于实现超时检测

设置信号响应方式-signal

 #include  <unistd.h>
 #include <signal.h>
 void (*signal(int signo, void (*handler)(int)))(int);
 typedef void (*sighandler_t)(int);
       sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
 //成功时返回原先的信号处理函数,失败时返回SIG_ERR
 //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;  

信号函数signal-示例

// 头文件省略
void handler (int signo) {
     if (signo == SIGINT) {
        printf(“I have got SIGINT!\n”); }
     if (signo == SIGQUIT) {
        printf(“I have got SIGQUIT\n”); }
}

int  main() {
     signal(SIGINT, handler);
     signal(SIGQUIT, handler);
     while ( 1 ) pause();
     return 0;
}

子进程结束信号

SIGCHLE

可以用来处理子进程退出的僵尸
 


笔记

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:
信号名    含义    默认操作
SIGHUP    该信号在用户终端关闭时产生,通常是发给和该
终端关联的会话内的所有进程    终止
SIGINT    该信号在用户键入INTR字符(Ctrl-C)时产生,内
核发送此信号送到当前终端的所有前台进程    终止
SIGQUIT    该信号和SIGINT类似,但由QUIT字符(通常是
Ctrl-\)来产生    终止
SIGILL    该信号在一个进程企图执行一条非法指令时产生    终止
SIGSEV    该信号在非法访问内存时产生,如野指针、缓
冲区溢出    终止
SIGPIPE    当进程往一个没有读端的管道中写入时产生,代
表“管道断裂”    终止


信号名    含义    默认操作
SIGKILL    该信号用来结束进程,并且不能被捕捉和忽略    终止
SIGSTOP    该信号用于暂停进程,并且不能被捕捉和忽略    暂停进程
SIGTSTP    该信号用于暂停进程,用户可键入SUSP字符(
通常是Ctrl-Z)发出这个信号    暂停进程
SIGCONT    该信号让进程进入运行态    继续运行
SIGALRM    该信号用于通知进程定时器时间已到    终止
SIGUSR1/2    该信号保留给用户程序使用    终止
SIGCHLD    是子进程状态改变发给父进程的。    忽略

信号命令:
kill [-signal] pid
killall [-u  user | prog]

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

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;  

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

定时器的实现

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
3子进程处在停止态,接受到SIGCONT后唤醒时

信号集、信号的阻塞
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
SIG_UNBLOCK: 从信号屏蔽字中删除参数set中的信号
SIG_SETMASK: 把信号屏蔽字设置为参数set中的信号


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
 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-486171.html

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