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linux 进程间广播 Linux系统编程之进程间通信之浅谈信号

时间：2021-04-25 19:30:14

我们接着谈Linux学习过程中一个重要的话题--信号。

一、信号的概念：

信号是一种软件中断，它提供了一种处理异步事件的方法，也是进程间唯一的异步通信方式。

二、信号的来源：

1、硬件方式：

当用户按下终端上某些键时，将产生信号。

硬件异常产生信号：除0操作、访问非法空间……

2、软件方式

用户在终端下调用kill命令向进程发送任意信号

进程调用kill或者sigqueue函数发送信号。

当检测到某种软件条件发生时，如alarm或者setimer

三、信号处理

1、信号的捕捉和处理

1、signal函数

a、函数作用：

signal函数用来设置进程在接收到信号时的动作。

b、函数原型：#include

typedefvoid(*sighandler_t)(int);

sighandler_tsignal(intsignum,sighandler_thandler);

c、参数解析与函数说明：

signal函数会根据参数signal指定的信号编号来设置该信号的处理函数。当指定的信号到达时就会

跳到参数hander指定的函数执行。如果hander不是函数指针，则必须时常数SIG_IGN忽略该信号)或者S

IG_DFL(对该信号执行默认操作)。hander是一个函数指针,它所指向的函数的类型时sighandel_t，即

它所指向的函数有一个int型参数，且返回值的类型为void。

d、样这里给出signal处理信号的例子：/**********************************************************

*>FileName:signal-1.c

*>Author:xiao_k

*>Mail:18629086235@

*>CreatedTime:Fri23Feb12:05:46AMCST

**********************************************************/

#include

//信号处理函数

voiddo_sig(intnum)

{

printf("Iamdo_sig\n");

}

intmain()

{

//安装处理信号

signal(SIGINT,do_sig);

while(1)

{

printf("********\n");

sleep(1);

}

return0;

}

2、sigaction函数

a、函数作用：

sigction函数可以用来检查和设置进程在接收信号时的动作。

b、函数原型

#include

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,

struct sigaction *oldact);

c、参数解析与函数说明：

sigzction函数会根据参数signum指定的信号编号来设置该信号的处理函数。参数signum可以是除了

SIGKILLh和SIGSTOP以外的任何信号。

如果参数act 不是空指针，则为signum设置新的信号处理函数；

如果oldzct不是空指针，则旧的信号处理函数将被存储在oldact中，struct sigaction的定义如下：

struct sigaction {

void (*sa_handler)(int);

void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);

sigset_t sa_mask;

int sa_flags;

void (*sa_restorer)(void);

};

sa_handler可以是常数SIG_DFL或者SIG_IGN,或者是一个信号处理函数名。

sa_sigaction也是用来指定信号的signum的处理函数。

sa_mask成员声明了一个信号集，在调用信号捕捉函数之前，该信号会增加到进程的信号屏蔽码中，

新的信号屏蔽码会自动包括正在处理的信号(sa_flags未指定SA_NODEFER或者SA_NOMASK)。当从信号捕

捉函数返回时，进程的信号屏蔽码会恢复为原来的值。因此，当处理一个给定的信号时，如果这种

信号再次发生,那么它会阻塞直到本次信号处理结束为止。若这种信号发生了多次，则对于不可靠信号，

即本次信号处理结束以后只会再次处理一次(相当于丢失了信号)，对于可靠信号(实时信号)，则会

被阻塞多次，即信号不会丢失，信号发生了多少次就会调用信号处理函数多少次。

sa_flags成员用来说明信号处理的其他相关操作。

当使用三参数的sa_sigaction来指定信号处理函数时，它的第二个参数可以用来传递数据，其定义

如下：

siginfo_t {

int si_signo; /* Signal number */

int si_errno; /* An errno value */

int si_code; /* Signal code */

int si_trapno; /* Trap number that caused

hardware-generated signal (unused on most architectures) */

pid_t si_pid; /* Sending process ID */

uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */

int si_status; /* Exit value or signal */

clock_t si_utime; /* User time consumed */

clock_t si_stime; /* System time consumed */

sigval_t si_value; /* Signal value */

int si_int; /* POSIX.1b signal */

void *si_ptr; /* POSIX.1b signal */

int si_overrun; /* Timer overrun count;POSIX.1b timers */

int si_timerid; /* Timer ID; POSIX.1b timers */

void *si_addr; /* Memory location which caused fault */

int si_band; /* Band event */

int si_fd; /* File descriptor */

}

d、同样给出 sigaction的测试用例/**********************************************************

*>FileName:sigaction-1.c

*>Author:xiao_k

*>Mail:18629086235@

*>CreatedTime:Fri23Feb01:47:43AMCST

**********************************************************/

#include

inttemp=0;

//信号处理函数

voiddo_sigact(intnum)

{

printf("recvSIGINT\n");

sleep(5);

temp+=1;

printf("thevalueoftempis:%d\n",temp);

printf("indo_sigact,aftersleep\n");

}

intmain()

{

structsigactionact;

//结构体赋值

act.sa_handler=do_sigact;

act.sa_flags=SA_NOMASK;

//安装信号处理函数

sigaction(SIGINT,&act,NULL);

while(1)

{

printf("********************\n");

sleep(1);

}

return0;

}

编写信号处理函数时，要注意不要使用不可重入的函数，使用了不重入的函数将将产生不可预料的结果。

上边就是sigaction函数的基本用法，复杂的用法后边使用。

补充：满足下列条件的函数是不可重入的：

a、使用了静态的数据结构，如getgrpid()，全局变量等。

b、函数实现时，调用了malloc()或者free()函数。

c、函数实现时，使用了标准I/O函数。

3、pause()函数

a、函数作用：

pause函数使调用进程挂起直到捕捉到一个信号。pause函数会令目前的进程暂停(进入睡眠状态)，

直到被信号(signal)所中断，该函数只返回-1，并将errno设置为EINTR。

b、函数原型：

#include

int pause(void);

四、信号的发送：

信号的发送主要由函数kill、raise、sigqueue、alarm、setitimer以及 abort来完成。

1、kill函数

a、函数作用：

kill函数用来发送信号给指定的进程。

b、函数原型#include

#include

intkill(pid_tpid,intsig);

c、参数解析与函数说明：

该函数的行为与第二个参数pid的取值有关，第二个参数sig表示信号编号：

如果pid时正数，则发送信号sig给进程号为pid的进程；

果pid为0，则发送信号sig给当前进程所属进程组里的所有进程；

如果pid为-1，则把信号sig广播给系统内的除1号进程和自身以外的所有进程；

如果pid为比-1还小的负数，则发送信号sig给属于进程组-pid的所有进程；

如果参数sig是0，则kill()，仍然执行正常的错误检查，但不发送信号。可以利用这一点来确定某

进程是否有权向另外一个进程发送信号。如果向一个并不存在的进程发送空信号，则kill()返回-1，

errno则被设置为ESRCH。

注意：只有具有root权限的进程才能向其他任意一个进程发送信号，非root权限的进程只能向属于同一

个组成或者同一个用户创建的进程发送信号。

2、raise函数

a、函数作用：

raise函数是ANSI C 而非POSIX标准定义的。用来给调用它的进程发送信号。

b、函数原型#include

intraise(intsig);

3、sigqueue函数

a、函数作用

sigqueue函数是一个比较新的发送信号的函数，它支持信号带有参数，从而可以与函数sigaction配

合使用。

b、函数原型

#include

int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);

c、参数解析与函数说明：

sigqueue用来发送给信号sig给进程pid。与kill系统调用不同的是，sigqueue在发送信号的同时

还支持信号携带参数；另外一个不同点是sigqueue 不能给一组进程发送信号，参数value是一个共用

体，其定义如下：

union sigval {

int sival_int;

void *sival_ptr;

};

4、alarm函数

a、函数作用

alarm函数可以用来设置定时器，定时器超时将产生SIGALRM信号给调用进程。

b、函数原型#include

unsignedintalarm(unsignedintseconds);

c、参数解析与函数说明：

参数seconds表示设定的秒数，经过seconds后，内核将给调用该函数的进程发送SIGALRM信号。如果seconds为0，

则不再发送SIGALRM信号，最新一次调用alarm函数将取消之前一次的设定。

5、abrot函数

a、函数作用：

abrot函数用来向进程发送SIGABRT信号。

b、函数原型#include

voidabort(void)

上边我只对信号的基本用法做了总结，后边将对信号的高级用法做单独总结。

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