1：信号
什么是信号？
信号是给程序提供一种可以处理异步事件的方法，它利用软件中断来实现。不能自定义信号，所有信号都是系统预定义的。
信号由谁产生？
1)由shell终端根据当前发生的错误（段错误、非法指令等）Ctrl+c而产生相应的信号
比如：
socket通信或者管道通信,如果读端都已经关闭，执行写操作（或者发送数据），
将导致执行写操作的进程收到SIGPIPE信号（表示管道破裂）
该信号的默认行为：终止该进程。
2) 在shell终端，使用kill或killall命令产生信号
./demo & //选择在后台运行该程序
kill -HUP 13733 /* 向PID为13733的进程发送SIGHUP */
kill命令详解
3 ) 在程序代码中，调用kill系统调用产生信号
2：有哪些信号？
常用信号
信号名称 说明
-------------------------------------------
SIGABORT 进程异常终止
SIGALRM 超时告警
SIGFPE 浮点运算异常
SIGHUP 连接挂断
SIGILL 非法指令
SIGINT 终端中断 (Ctrl+C将产生该信号)
SIGKILL *终止进程
SIGPIPE 向没有读进程的管道写数据
SIGQUIT 终端退出（Ctrl+\将产生该信号）
SIGSEGV 无效内存段访问
SIGTERM 终止
SIGUSR1 *用户自定义信号1
SIGUSR2 *用户自定义信号2
-------------------------------------->以上信号如果不被捕获，则进程接受到后都会终止！
SIGCHLD 子进程已停止或退出
SIGCONT *让暂停的进程继续执行
SIGSTOP *停止执行(即“暂停")
SIGTSTP 中断挂起
SIGTTIN 后台进程尝试读操作
SIGTTOU 后台进程尝试写
-------------------------------------------
我们用程序输出对应的编号
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
int main()
{
printf("SIGABRT:%d \n",SIGABRT);
printf("SIGALRM:%d \n",SIGALRM);
printf("SIGFPE:%d \n",SIGFPE);
printf("SIGHUP:%d \n",SIGHUP);
printf("SIGILL:%d \n",SIGILL);
printf("SIGINT:%d \n",SIGINT);
printf("SIGKILL:%d \n",SIGKILL);
printf("SIGPIPE:%d \n",SIGPIPE);
printf("SIGQUIT:%d \n",SIGQUIT);
printf("SIGSEGV:%d \n",SIGSEGV);
printf("SIGTERM:%d \n",SIGTERM);
printf("SIGUSR1:%d \n",SIGUSR1);
printf("SIGUSR2:%d \n",SIGUSR2);
printf("SIGCHLD:%d \n",SIGCHLD);
printf("SIGCONT:%d \n",SIGCONT);
printf("SIGSTOP:%d \n",SIGSTOP);
printf("SIGTSTP:%d \n",SIGTSTP);
printf("SIGTTIN:%d \n",SIGTTIN);
printf("SIGTTOU:%d \n",SIGTTOU);
return 0;
}
~
结果如下：
3：信号的处理方式？
忽略此信号
捕捉信号，指定信号处理函数进行处理
执行系统默认动作，大多数都是终止进程
3.1 信号的捕获
信号的捕获，是指，指定接受到某种信号后，去执行指定的函数。
注意：SIGKILL和SIGSTOP不能被捕获，即，这两种信号的响应动作不能被改变。
信号的安装
1) 使用signal
用法：man 2 signal
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
注：signal的返回类型，和它的第二个参数，都是函数指针类型
signal的参数2可去以下特殊值：
SIG_IGN 忽略信号
SIG_DFL 恢复默认行为
//程序运行后 按ctrl c会产生SIGINT的信号 我们自定义回调函数去响应它
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
void myhandle(int sig)
{
printf("Catch a signal : %d\n", sig);
}
int main(void)
{
signal(SIGINT, myhandle);
while (1) {
sleep(1);
}
return 0;
}
上面cpp 捕捉函数 用myhandle处理函数去处理对应的信号SIGINT 也就是ctrl+c
此时就不能结束该进程了！
只能通过其他终端，给该进程发送一个其他信号，使它终止
#ps -ef | grep ./demo //查询进程号 demo是指自己编译出来的exe文件
#kill -HUP 进程号
#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
void myhandle(int sig)
{
printf("catch a signal:%d \n",sig);
signal(SIGINT,SIG_DFL);
}
int main(void)
{
signal(SIGINT,myhandle);
while(1)
{
sleep(1);
}
return 0;
}
~
上面代码是响应函数myhandle之后 信号就恢复其默认行为 即在此直接终止掉该程序
2 ) 使用sigaction （项目实战强烈推荐使用）
sigaction与signal的区别： sigaction比signal更“健壮”，建议使用sigaction
用法：man 2 sigaction
结构struct sigaction
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int); /* 信号的响应函数 */
sigset_t sa_mask; /* 屏蔽信号集 */
int sa_flags; /* 当sa_flags中包含 SA_RESETHAND时，接受到该信号并调用指
定的信号处理函数执行之后，把该信号的响应行为重置为默认行为SIG_DFL */
...
}
补充：
当sa_mask包含某个信号A时，则在信号处理函数执行期间，如果发生了该信号A，
则阻塞该信号A(即暂时不响应该信号），直到信号处理函数执行结束。
即，信号处理函数执行完之后，再响应该信号A
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
void myhandle(int sig)
{
printf("Catch a signal : %d\n", sig);
}
int main(void)
{
struct sigaction act;
act.sa_handler = myhandle;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
sigaction(SIGINT, &act, 0);
while (1) {
}
return 0;
}
//这段代码sigaction运行后信号以默认的行为运行
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
void myhandle(int sig)
{
printf("Catch a signal : %d\n", sig);
}
int main(void)
{
struct sigaction act;
act.sa_handler = myhandle;
sigemptyset(&act.sa_mask);
//act.sa_flags = 0;
act.sa_flags = SA_RESETHAND;
sigaction(SIGINT, &act, 0);
while (1) {
}
return 0;
}
3.2信号的发送
信号的发送方式：
（1） 在shell终端用快捷键产生信号
（2） 使用kill，killall命令。
（3） 使用kill函数和alarm函数
使用kill函数
给指定的进程发送指定信号
用法：man 2 kill
注意：
给指定的进程发送信号需要“权限”：
普通用户的进程只能给该用户的其他进程发送信号
root用户可以给所有用户的进程发送信号
kill失败
失败时返回-1
失败原因：
权限不够
信号不存在
指定的进程不存在
实例1：
创建一个子进程,子进程每秒中输出字符串“child process work!",父进程等待用户输入，如果用户按下字符A, 则向子进程发信号SIGUSR1, 子进程的输出字符串改为大写; 如果用户按下字符a, 则向子进程发信号SIGUSR2, 子进程的输出字符串改为小写
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
int workflag = 0;
void work_up_handle(int sig)
{
workflag = 1;
}
void work_down_handle(int sig)
{
workflag = 0;
}
int main(void)
{
pid_t pd;
char c;
//注意fork函数 子进程返回0 父进程返回子进程的pid
pd = fork();
if (pd == -1) {
printf("fork error!\n");
exit(1);
} else if (pd == 0) {
char *msg;
struct sigaction act;
act.sa_flags = 0;
act.sa_handler = work_up_handle;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGUSR1, &act, 0);
act.sa_handler = work_down_handle;
sigaction(SIGUSR2, &act, 0);
while (1) {
if (!workflag) {
msg = "child process work!";
} else {
msg = "CHILD PROCESS WORK!";
}
printf("%s\n", msg);
sleep(1);
}
} else {
while(1) {
c = getchar();
printf("my pid:%d \n",pd);
printf("i Get c:%c \n",c);
if (c == 'A') {
kill(pd, SIGUSR1);
} else if (c == 'a') {
kill(pd, SIGUSR2);
}
}
}
return 0;
}
实例:2
创建一个子进程,子进程在5秒钟之后给父进程发送一个SIGALR,父进程收到SIGALRM信号之后，“闹铃”（用打印模拟）
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
int wakeflag = 0;
void wake_handle(int sig)
{
wakeflag = 1;
}
int main(void)
{
pid_t pd;
char c;
pd = fork();
if (pd == -1) {
printf("fork error!\n");
exit(1);
} else if (pd == 0) {
sleep(5);
kill(getppid(), SIGALRM);
} else {
struct sigaction act;
act.sa_handler = wake_handle;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGALRM, &act, 0);
pause(); //把该进程挂起，直到收到任意一个信号
if (wakeflag) {
printf("Alarm clock work!!!\n");
}
}
return 0;
}
上面的实现方法还可以改写成alarm的方式
2)使用alarm函数
作用：在指定时间之内给该进程本身发送一个SIGALRM信号。
用法：man 2 alarm
注意：时间的单位是“秒”
实际闹钟时间比指定的时间要大一点。
如果参数为0，则取消已设置的闹钟。
如果闹钟时间还没有到，再次调用alarm,则闹钟将重新定时
每个进程最多只能使用一个闹钟。
返回值：
失败：返回-1
成功：返回上次闹钟的剩余时间（秒）
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
int wakeflag = 0;
void wake_handle(int sig)
{
wakeflag = 1;
}
int main(void)
{
int ret;
struct sigaction act;
act.sa_flags = 0;
act.sa_handler = wake_handle;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGALRM, &act, 0);
printf("time =%ld\n", time((time_t*)0));
ret = alarm(5);
if (ret == -1) {
printf("alarm error!\n");
exit(1);
}
//挂起当前进程，直到收到任意一个信号
pause();
if (wakeflag) {
printf("wake up, time =%ld\n", time((time_t*)0));
}
return 0;
}
- 使用raise
给本进程自身发送信号。
原型： int raise (int sig)
3.3发送多个信号
进程同时接受到多个函数应该如何处理？
某进程正在执行某个信号对应的操作函数期间（该信号的安装函数），如果此时，该进程又多次收到同一个信号（同一种信号值的信号），
则：如果该信号是不可靠信号（<32），则只能再响应一次。
如果该信号是可靠信号（>32），则能再响应多次（不会遗漏）。但是，都是都必须等该次响应函数执行完之后，才能响应下一次。
某进程正在执行某个信号对应的操作函数期间（该信号的安装函数），如果此时，该进程收到另一个信号（不同信号值的信号），则：
如果该信号被包含在当前信号的signaction的sa_mask（信号屏蔽集）中，则不会立即处理该信号。直到当前的信号处理函数执行完之后，才去执行该信号的处理函数。
否则：
则立即中断当前执行过程（如果处于睡眠，比如sleep, 则立即被唤醒）而去执行这个新的信号响应。新的响应执行完之后，再在返回至原来的信号处理函数继续执行。
#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
static int cut=1;
void myhandle(int sig)
{
printf("catch a signal:%d \n",sig);
cut++;
for(int i=0;i<2e6-1;i++)
{
printf("cut:%d \n",cut);
}
printf("over!!!\n");
}
int main(void)
{
struct sigaction act;
act.sa_handler = myhandle;
sigemptyset(&act.sa_mask);
//如果没有下面这句 那么执行SIGINT的时候 接收到SIGUSR1的时候 会立刻执行对于的回调函数 把当前执行的给中止
//有下面一句 对于的就会等待SIGINT执行完再执行一次
sigaddset(&act.sa_mask, SIGUSR1);
act.sa_flags = 0;
sigaction(SIGINT,&act,0);
sigaction(SIGUSR1,&act,0);
while(1)
{
sleep(1);
}
return 0;
}
3.4信号集？
1). 什么是信号集
信号集，用sigset_t类型表示，实质是一个无符号长整形。
用来表示包含多个信号的集合。
2). 信号集的基本操作
sigemptyset 把信号集清空
sigfillset 把所有已定义的信号填充到指定信号集
sigdelset 从指定的信号集中删除指定的信号
sigaddset 从指定的信号集中添加指定的信号
sigismember 判断指定的信号是否在指定的信号集中
如果是， 返回 1
如果不是， 返回 0
信号无效， 返回-1
详细用法见 man
3) 进程的“信号屏蔽字”
进程的“信号屏蔽字”是一个信号集
想目标进程发送某信号时，如果这个信号在目标进程的信号屏蔽字中，//注意 该信号屏蔽字对进程有作用
则目标进程将不会捕获到该信号，即不会执行该信号的处理函数。
当该进程的信号屏蔽字不再包含该信号时，则会捕获这个早已收到的信号（执行对应的函数）
修改进程的“信号屏蔽字”
使用sigprocmask
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
参数:
how:
SIG_BLOCK 把参数set中的信号添加到信号屏蔽字中
SIG_UNBLOCK 把参数set中的信号从信号屏蔽字中删除
SIG_SETMASK 把参数set中的信号设置为信号屏蔽字
oldset
返回原来的信号屏蔽字
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
void myhandle(int sig)
{
printf("Catch a signal : %d\n", sig);
printf("Catch end.%d\n", sig);
}
int main(void)
{
struct sigaction act, act2;
act.sa_handler = myhandle;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
sigaction(SIGINT, &act, 0);
sigset_t proc_sig_msk, old_mask;
sigemptyset(&proc_sig_msk);
sigaddset(&proc_sig_msk, SIGINT);
sigprocmask(SIG_BLOCK, &proc_sig_msk, &old_mask);
sleep(5);
printf("had delete SIGINT from process sig mask\n");
sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &proc_sig_msk, &old_mask);
while (1) {
}
return 0;
}
该程序最开始 不响应 SIGINT函数 阻塞住了 后面5s后放开 继续响应SIGINT
