day13 信号机制（上）

news2024/9/30 13:18:59

信号的概念

信号的发送和定时器

信号的函数

定时器函数

信号的捕捉

信号的概念

概念：

信号是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都是有内核完成的。

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
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]

信号的发送和定时器

信号的函数

int kill (pid_pid, int signum);

功能：发送信号；

参数：

pid : （1）0时，发送信号给指定进程；

（2） =0 时，发送信号给跟调用kill函数的那个进程处于泳衣进程组的进程；

（3）<-1时，取绝对值，发送信号给该绝对值所对应的进程组的所有成员；

（4）= -1时，发送信号给有权限发送的所有进程；

（5）signum：待发送信号

int raise（int sig）：给自己发信号，等价于kill(getpid(),signo);

定时器函数

alarm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；

pause函数(暂停）

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，error为EINTR；

ualarm函数（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；

setitimer函数

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(*aighander_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：成功时但会原先的信号处理函数，失败时返回SIG_ERR

参数：

signum:要改变哪个信号的行为；

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代表忽略模式；

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

使用SIGCHLD信号实现回收子进程