Linux信号机制（二）

news2024/11/16 20:41:59

目录

一、信号的阻塞

二、信号集操作函数

三、sigprocmask函数

四、pause函数 

 五、sigsuspend函数

一、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。

二、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。

三、sigprocmask函数

#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

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>

void handle(int sig)
{
	printf("I get the sig = %d\n",sig);
}

int main()
{
	struct sigaction act;
	act.sa_handler = handle;
	act.sa_flags = 0; 
	sigemptyset(&act.sa_mask);

	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);
	}
	return 0;
}


这段代码注册了一个信号处理函数 handle() 来处理 SIGINT 信号。
然后它创建了一个 sigset_t 类型的信号集 set，并将 SIGINT 添加到这个信号集中。

接着，通过 sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL) 调用，程序阻塞了 SIGINT 信号。
这意味着在这个代码块中，SIGINT 信号将被暂时屏蔽，不会触发信号处理函数。

随后，程序调用 sleep(5) 函数来暂停执行 5 秒钟。在此期间，由于 SIGINT 被阻塞，即使用户发送 SIGINT 信号（通常是通过按下 Ctrl+C），信号处理函数 handle() 也不会执行。

然后，通过 sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL) 调用，解除了对 SIGINT 信号的阻塞。

最后，程序进入一个无限循环，每次循环调用 sleep(1) 函数来保持进程处于活动状态。

 运行结果：

linux@linux:/mnt/hgfs/linuxshare/linux_code/message2$ ./sigmask_new_t
^C^C^C^C^C^C^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^\Quit (core dumped)

四、pause函数 

调用该函数可以造成进程主动挂起，等待信号唤醒。
调用该系统调用的进程将处于阻塞状态(主动放弃cpu) 直到有信号递达将其唤醒。

 int pause(void);     返回值：-1 并设置errno为EINTR
pause() 函数是一个系统调用，它的作用是使当前进程挂起，直到收到一个信号为止。
在收到信号之前，pause() 函数会一直阻塞当前进程。
一旦收到信号，pause() 函数会返回，并且不会执行任何其他代码，直接返回到信号处理函数（如果有的话）或者程序的主体部分。
如下代码中，pause() 函数用于等待SIGINT信号的到来。
一旦收到SIGINT信号（通常由用户在终端上按下Ctrl+C触发），pause() 函数会返回，然后程序会执行信号处理函数handle()。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>

void handle(int sig)
{
	printf("I get the sig = %d\n",sig);
}

int main()
{
	struct sigaction act;
	act.sa_handler = handle;
	act.sa_flags = 0;
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	sigaction(SIGINT,&act,NULL);

	pause();
	printf("after pause\n");
	while(1)
	{
		sleep(1);
	}
	return 0;
}

注意：第一次CTRL+C会调用handle回调函数且打印after pause，但是第二次CTRL+C后就不会打印after pause。

linux@linux:/mnt/hgfs/linuxshare/linux_code/message2$ ./pause_t
^CI get the sig = 2
after pause
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^CI get the sig = 2
^\Quit (core dumped)
linux@linux:/mnt/hgfs/linuxshare/linux_code/message2$

我们用一个测试程序测试一下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>

void handle(int sig)
{
	printf("I get the sig = %d\n",sig);
}

int main()
{
	struct sigaction act;
	act.sa_handler = handle;
	act.sa_flags = 0;
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	sigaction(SIGINT,&act,NULL);

	pause();
	printf("after pause\n");
	while(1)
	{
		printf("test\n");
		sleep(1);
		printf("sleep\n");
	}
	return 0;
}

运行结果：

linux@linux:/mnt/hgfs/linuxshare/linux_code/message2$ ./pause_t
^CI get the sig = 2
after pause
test
sleep
test
sleep
test
sleep
test
sleep
test
sleep
test
sleep
test
^CI get the sig = 2
sleep
test
sleep
test
sleep
test
^CI get the sig = 2
sleep
test
^CI get the sig = 2
sleep
test
sleep
test
^\Quit (core dumped)

可以发现，当我用CTRL+C，接着运行，之后程序就运行到while(1)里了，当我再CTRL+C因为信号捕获的关系才会打印句柄里的语句I get the sig = 2。

而对于如下代码：

        每次CTRL+C都会触发mytask中的语句和handle句柄中的打印语句。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>

void handle(int sig)
{
	printf("I get the sig = %d\n",sig);
}

void mytask()
{
	printf("woshigedashabi\n");
}

int main()
{
	struct sigaction act;
	act.sa_handler = handle;
	act.sa_flags = 0;
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	sigaction(SIGINT,&act,NULL);

	pause();
	printf("after pause1\n");
	while(1)
	{
		mytask();
		pause();
	}
	printf("after pasue2\n");
	while(1)
	{
		sleep(1);
	}
	return 0;
}

 运行结果：

linux@linux:/mnt/hgfs/linuxshare/linux_code/message2$ ./test
^CI get the sig = 2
after pause1
woshigedashabi
^CI get the sig = 2
woshigedashabi
^CI get the sig = 2
woshigedashabi
^CI get the sig = 2
woshigedashabi
^CI get the sig = 2
woshigedashabi
^CI get the sig = 2
woshigedashabi
^\Quit (core dumped)

对代码进行一定的修改后：


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>

void handle(int sig)
{
	printf("I get the 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;
	sigaddset(&set,SIGHUP);
	sigaddset(&set,SIGINT);
	pause();
	printf("after pause1\n");

	while(1)
	{
		sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,NULL);
		mytask();
		sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&set,NULL);
		pause();
	}
/*	while(1)
	{
		mytask();
		pause();
	}*/

	printf("after pasue2\n");
	return 0;
}

运行结果：

第一次CTRL+C触发，打印完after pause1，程序进入while(1)循环，在5s内再按下CTRL+C会被堵塞，直达sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&set,NULL);只要在5s内按下了CTRL+C就会信号捕获打印handle中的语句，且这个时候因为pause()，再按下CTRL+C会再次运行mytask()。

linux@linux:/mnt/hgfs/linuxshare/linux_code/message2$ ./test
^CI get the sig = 2
after pause1
My task start
^CMy task end
I get the sig = 2
^CI get the sig = 2
My task start
My task end
^CI get the sig = 2
My task start
My task end
^CI get the sig = 2
My task start
^C^C^C^C^CMy task end
I get the sig = 2
^CI get the sig = 2
My task start
My task end
^CI get the sig = 2
My task start
^C^C^C^C^C^C^C^CMy task end
I get the sig = 2
^CI get the sig = 2
My task start
^C^\Quit (core dumped)

如果上述代码去掉pause(),则输出结果为：则会一直运行mytest（），只是CTRL+C触发运行了handle中的打印语句。

linux@linux:/mnt/hgfs/linuxshare/linux_code/message2$ gcc -o test pause_t_new.c
linux@linux:/mnt/hgfs/linuxshare/linux_code/message2$ ./test
^CI get the sig = 2
after pause1
My task start
My task end
My task start
My task end
My task start
My task end
My task start
^CMy task end
I get the sig = 2
My task start
^C^C^C^C^C^C^C^C^C^CMy task end
I get the sig = 2
My task start
My task end
My task start
My task end
My task start
My task end
My task start
My task end
My task start
^\Quit (core dumped)

 五、sigsuspend函数

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

对比如下代码：

 运行结果的区别：

左边运行结果表示你在阻塞期间按下CTRL+C只会捕获一次信号，但是不会认为你需要再执行一次mytask()。只有当运行了sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&set,NULL)才有效。

但是右边在任务中间会接收任务，这是因为sigsuspend函数，set2是一个空的信号集。sigsuspend(&set2); 函数允许程序在任务执行的过程中等待信号，一旦收到信号，程序就会立即响应。

详细代码如下: 

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>

void handle(int sig)
{
	printf("I get the 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;
	sigset_t set2;
	sigemptyset(&set2);
	sigaddset(&set,SIGHUP);
	sigaddset(&set,SIGINT);
	pause();
	printf("after pause1\n");
	

	while(1)
	{
		sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,NULL);
		mytask();
		sigsuspend(&set2);
	}

	printf("after pasue2\n");
	return 0;
}

先注册了两个信号处理函数 handle，分别用于处理 SIGINT 和 SIGHUP 信号
。然后定义了一个自定义函数 mytask()，它模拟了一个长时间运行的任务。

在 main() 函数中，创建了两个信号集 set 和 set2，set 中包含了 SIGHUP 和 SIGINT 信号。
然后调用了 pause() 函数来挂起进程，直到收到信号为止。

接着进入一个无限循环，在循环中，先将 set 中的信号阻塞，然后执行 mytask() 函数，模拟长时间运行的任务。
然后使用 sigsuspend() 函数挂起进程，等待收到 set2 中的信号。

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