Linux系统定时信号SIGALRM的触发与alarm函数的使用

news2024/9/26 1:21:54

1、定时信号SIGALRM的用途

在编程的过程中，很多时候我们需要为程序设置一个闹钟，然后到了闹钟设定的时刻然后再去采取相关的操作。比如进行socket编程时，如果客户端长时间没有与服务器进行交互，需要服务器在一定时间之后主动关闭socket连接。在这种场景下，就可以在服务器收到客户端的socket的连接时，设置一个定时信号，然后在定时信号到来时，关闭掉socket连接即可。

2、定时信号SIGALRM的触发

通过alarm函数触发定时信号，在linux系统中，alarm函数需要的头文件为：

#include <unistd.h>

函数原型如下：

unsigned int alarm(unsigned int seconds)
/* 
参数：
	seconds：表示在当前时刻seconds秒之后产生一个SIGALRM信号，若seconds=0，表示取消闹钟
返回值：
0或者一个大于0的值。若值大于0，表示上一个定时器还剩余多少秒。比如：
int ret1 = alarm(10);    // 第0秒时刻，设定一个定时闹钟，准备10秒后触发SIGALRM信号, 此时返回值为0
sleep(5);
int ret2 = alarm(20); // 重新设定闹钟，定时信号将会在第25秒触发，此时ret2=5，表示上个闹钟还剩余5秒
*/

几点说明：

闹钟信号只会触发一次，若想循环触发，可以在闹钟到时后重新通过alarm函数触发
可以重新设置闹钟信号，即在上一个闹钟到时之前，通过alarm函数重新设定响铃时刻或取消闹钟

3、定时信号的响应与捕捉

3.1 系统默认对SIGALRM信号的响应

如果不对SIGALRM信号进行捕捉或采取措施，默认情况下，闹钟响铃时刻会退出程序。观察下面的程序：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
int main() {
  	int t = alarm( 5 );   // 设定闹钟5秒之后响铃
  	printf("set alarmer: %d \n", t);
  	sleep(2);
  	int ret = alarm(4);   // 重新设定闹钟4秒之后响铃，上一个闹钟还剩3秒
  	printf("reset alarmer: %d \n", ret);
   	int i;
	for ( i = 0; i < 15; i++ )
	{
	  	printf( " sleep % d ... \n ", i );
		sleep( 1 );
	}
	return 0;
}

打印如下：
在这里插入图片描述
从上面可以看到，重新设定闹钟在4秒之后响铃，4秒之后，屏幕打印：Alarm clock，
然后程序就退出了。

3.2 设置SIGALRM信号的响应函数

既然设定闹钟信号，肯定是希望在闹钟响铃的时刻采取一定的操作，这个操作自然是通过执行某个函数来实现。因此，我们需要为SIGALRM信号设定一定响应函数（回调函数），然后响铃的时候就会执行该函数。
信号回调函数的设置是通过sinal函数来进行的。需要对头文件为signal.h，signal.h是C标准函数库中的信号处理部分，定义了程序执行时如何处理不同的信号。函数原型如下：

// 位于头文件 signal.h
// Type of a signal handler
typedef void (*__sighandler_t)(int);
__sighandler_t signal(int __sig, __sighandler_t __handler);
/*
入参：
	__sig：表示要捕捉的信号，如果要捕捉SIGALRM信号，这里填SIGALRM即可
	__handler：回调函数（其实还可以设置其它值，具体见参考文章1）
返回值：
	返回指向回调函数的函数指针，若有错误则返回SIG_ERR	(-1)
*/

示例如下：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
 
/*闹钟信号处理函数*/
void sig_handler() {
	printf( "hello world! \n " );
}
int main() {
	signal( SIGALRM, sig_handler );
  	int t = alarm( 5 );
  	printf("set alarmer: %d \n", t);
  	sleep(2);
  	int ret = alarm(4);
  	printf("reset alarmer: %d \n", ret);
	for (int i; i = 0; i < 15; i++ )
	{
		printf( " sleep % d ... \n ", i );
		sleep( 1 );
	}
	return 0;
}