2.19信号概述
信号也是进程间通信的一种方式
其中1-31是操作系统定义的标准信号，比较重要。需要掌握其中几个。
34-64是预定义好的信号，是实时的信号
core文件中保存异常终止的一些信息。
在2.20节的开头，老师重点讲解了
的core文件。
进程出错无法产生core文件，除非自己用
ulimit -c 1024 把core file size 更改为非0数值。
然后用对出错的程序 core.c进行链接，对它的可执行文件a.out进行gdb调试,加上断点。
2.20 kill 、raise、abort函数
/* #include <sys/types.h> #include <signal.h> int kill(pid_t pid, int sig); - 功能：给任何的进程或者进程组pid, 发送任何的信号 sig - 参数： - pid ： > 0 : 将信号发送给指定的进程 = 0 : 将信号发送给当前的进程组 = -1 : 将信号发送给每一个有权限接收这个信号的进程 < -1 : 这个pid=某个进程组的ID取反 （-12345） - sig : 需要发送的信号的编号或者是宏值(建议，就是上节课中的表格)，0表示不发送任何信号 kill(getppid(), 9); kill(getpid(), 9); int raise(int sig); - 功能：给当前进程发送信号 - 参数： - sig : 要发送的信号 - 返回值： - 成功 0 - 失败 非0 kill(getpid(), sig); void abort(void); - 功能： 发送SIGABRT信号给当前的进程，杀死当前进程 kill(getpid(), SIGABRT); */ #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <signal.h> #include <unistd.h> int main() { pid_t pid = fork(); if(pid == 0) { // 子进程 int i = 0; for(i = 0; i < 5; i++) { printf("child process\n"); sleep(1); } } else if(pid > 0) { // 父进程 printf("parent process\n"); sleep(2); printf("kill child process now\n"); kill(pid, SIGINT); } return 0; }
2.21alarm 函数
alarm.c
/* #include <unistd.h> unsigned int alarm(unsigned int seconds); - 功能：设置定时器（闹钟）。函数调用，开始倒计时，当倒计时为0的时候， 函数会给当前的进程发送一个信号：SIGALARM - 参数： seconds: 倒计时的时长，单位：秒。如果参数为0，定时器无效（不进行倒计时，不发信号）。 取消一个定时器，通过alarm(0)。 - 返回值： - 之前没有定时器，返回0 - 之前有定时器，返回之前的定时器剩余的时间 - SIGALARM ：默认终止当前的进程，每一个进程都有且只有唯一的一个定时器。 alarm(10); -> 返回0 过了1秒 alarm(5); -> 返回9 alarm(100) -> 该函数是不阻塞的 */ #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { int seconds = alarm(5); printf("seconds = %d\n", seconds); // 0 sleep(2); seconds = alarm(2); // 不阻塞 printf("seconds = %d\n", seconds); // 3 while(1) { } return 0; }
alarm1.c
// 1秒钟电脑能数多少个数？ #include <stdio.h> #include <unistd.h> /* 实际的时间 = 内核时间 + 用户时间 + 消耗的时间 进行文件IO操作的时候比较浪费时间 定时器，与进程的状态无关（自然定时法）。无论进程处于什么状态，alarm都会计时。 */ int main() { alarm(1); int i = 0; while(1) { printf("%i\n", i++); } return 0; }alarm设置的1s实质上是系统调用的时间。实际执行时，文件数据还要有读写磁盘写入终端的时间，如果想节省时间，可以重定向只操作一次。
这样重定向到a.txt后，消耗时间大大缩短。
2.22 setitimer定时器函数
alarm函数只能定时一次，这个函数可以执行多次，实现周期性定时。
/* #include <sys/time.h> int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value); - 功能：设置定时器（闹钟）。可以替代alarm函数。精度微妙us，可以实现周期性定时 - 参数： - which : 定时器以什么时间计时 ITIMER_REAL: 真实时间，时间到达，发送 SIGALRM 常用 ITIMER_VIRTUAL: 用户时间，时间到达，发送 SIGVTALRM ITIMER_PROF: 以该进程在用户态和内核态下所消耗的时间来计算，时间到达，发送 SIGPROF - new_value: 设置定时器的属性 struct itimerval { // 定时器的结构体 struct timeval it_interval; // 每个阶段的时间，间隔时间 struct timeval it_value; // 延迟多长时间执行定时器 }; struct timeval { // 时间的结构体 time_t tv_sec; // 秒数 suseconds_t tv_usec; // 微秒 }; 过10秒后，每个2秒定时一次 - old_value ：记录上一次的定时的时间参数，一般不使用，指定NULL - 返回值： 成功 0 失败 -1 并设置错误号 */ #include <sys/time.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 过3秒以后，每隔2秒钟定时一次 int main() { struct itimerval new_value; // 设置间隔的时间 new_value.it_interval.tv_sec = 2;//设置间隔时间是2s new_value.it_interval.tv_usec = 0;// // 设置延迟的时间,3秒之后开始第一次定时 new_value.it_value.tv_sec = 3; new_value.it_value.tv_usec = 0; int ret = setitimer(ITIMER_REAL, &new_value, NULL); // 非阻塞的 printf("定时器开始了...\n"); if(ret == -1) { perror("setitimer"); exit(0); } getchar(); return 0; }这个程序目前为止没有定时的效果，因为还没有讲到信号捕捉。
程序进程非阻塞，立刻执行“定时器开始了”，延迟3秒后发送信号，然后进程直接被杀死。后面讲到信号捕捉，可以捕捉到信号，不让它杀死进程。
2.23signal信号捕捉函数
/* #include <signal.h> typedef void (*sighandler_t)(int); sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler); - 功能：设置某个信号的捕捉行为 - 参数： - signum: 要捕捉的信号 - handler: 捕捉到信号要如何处理 - SIG_IGN ： 忽略信号 - SIG_DFL ： 使用信号默认的行为 - 回调函数 : 这个函数是内核调用，程序员只负责写，捕捉到信号后如何去处理信号。 回调函数： - 需要程序员实现，提前准备好的，函数的类型根据实际需求，看函数指针的定义 - 不是程序员调用，而是当信号产生，由内核调用 - 函数指针是实现回调的手段，函数实现之后，将函数名放到函数指针的位置就可以了。 - 返回值： 成功，返回上一次注册的信号处理函数的地址。第一次调用返回NULL 失败，返回SIG_ERR，设置错误号 SIGKILL SIGSTOP不能被捕捉，不能被忽略。 */ #include <sys/time.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <signal.h>//头文件 void myalarm(int num) { printf("捕捉到了信号的编号是：%d\n", num); printf("xxxxxxx\n"); } // 过3秒以后，每隔2秒钟定时一次 int main() { // 注册信号捕捉 // signal(SIGALRM, SIG_IGN);//捕捉SIGALRM信号，但是捕捉完信号完给出的指示是啥也不做，不报错，只是等待在那里 // signal(SIGALRM, SIG_DFL);//捕捉完信号完给出的指示是default，原本是什么现在还是什么，继续报错 // void (*sighandler_t)(int); 函数指针，int类型的参数表示捕捉到的信号的值。 signal(SIGALRM, myalarm); struct itimerval new_value; // 设置间隔的时间 new_value.it_interval.tv_sec = 2; new_value.it_interval.tv_usec = 0; // 设置延迟的时间,3秒之后开始第一次定时 new_value.it_value.tv_sec = 3; new_value.it_value.tv_usec = 0; int ret = setitimer(ITIMER_REAL, &new_value, NULL); // 非阻塞的 printf("定时器开始了...\n"); if(ret == -1) { perror("setitimer"); exit(0); } getchar(); return 0; }
重点代码：
2.24信号集及相关函数
所谓位图机制：和fopen中flag的权限相同 读|写 是一种使用二进制位的方式。
在pcb里面有两个信号集
未决信号集中，
如果是1，代表没有被解决，没有被处理。
如果是0，代表解决了。
阻塞信号集中，---------默认不阻塞任何信号
0代表不阻塞，
1代表阻塞。
1.用户通过键盘 Ctrl + C, 产生2号信号SIGINT (信号被创建) 2.信号产生但是没有被处理 （未决） - 在内核中将所有的没有被处理的信号存储在一个集合中 （未决信号集） - SIGINT信号状态被存储在第二个标志位上 - 这个标志位的值为0， 说明信号不是未决状态 - 这个标志位的值为1， 说明信号处于未决状态 3.这个未决状态的信号，需要被处理，处理之前需要和另一个信号集（阻塞信号集），进行比较--- - 阻塞信号集默认不阻塞任何的信号 - 如果想要阻塞某些信号需要用户调用系统的API 4.在处理的时候和阻塞信号集中的标志位进行查询，看是不是对该信号设置阻塞了 - 如果没有阻塞，这个信号就被处理 - 如果阻塞了，这个信号就继续处于未决状态，直到阻塞解除，这个信号就被处理和信号集有关的函数：
/* 以下信号集相关的函数都是对自定义的信号集进行操作。 int sigemptyset(sigset_t *set); - 功能：清空信号集中的数据,将信号集中的所有的标志位置为0 - 参数：set,传出参数，需要操作的信号集 - 返回值：成功返回0， 失败返回-1 int sigfillset(sigset_t *set); - 功能：将信号集中的所有的标志位置为1 - 参数：set,传出参数，需要操作的信号集 - 返回值：成功返回0， 失败返回-1 int sigaddset(sigset_t *set, int signum); - 功能：设置信号集中的某一个信号对应的标志位为1，表示阻塞这个信号 - 参数： - set：传出参数，需要操作的信号集 - signum：需要设置阻塞的那个信号 - 返回值：成功返回0， 失败返回-1 int sigdelset(sigset_t *set, int signum); - 功能：设置信号集中的某一个信号对应的标志位为0，表示不阻塞这个信号 - 参数： - set：传出参数，需要操作的信号集 - signum：需要设置不阻塞的那个信号 - 返回值：成功返回0， 失败返回-1 int sigismember(const sigset_t *set, int signum); - 功能：判断某个信号是否阻塞 - 参数： - set：需要操作的信号集 - signum：需要判断的那个信号 - 返回值： 1 ： signum被阻塞 0 ： signum不阻塞 -1 ： 失败 */ #include <signal.h> #include <stdio.h> int main() { // 创建一个信号集 sigset_t set; // 清空信号集的内容 sigemptyset(&set); // 判断 SIGINT 是否在信号集 set 里 int ret = sigismember(&set, SIGINT); if(ret == 0) { printf("SIGINT 不阻塞\n"); } else if(ret == 1) { printf("SIGINT 阻塞\n"); } // 添加几个信号到信号集中 sigaddset(&set, SIGINT); sigaddset(&set, SIGQUIT); // 判断SIGINT是否在信号集中 ret = sigismember(&set, SIGINT); if(ret == 0) { printf("SIGINT 不阻塞\n"); } else if(ret == 1) { printf("SIGINT 阻塞\n"); } // 判断SIGQUIT是否在信号集中 ret = sigismember(&set, SIGQUIT); if(ret == 0) { printf("SIGQUIT 不阻塞\n"); } else if(ret == 1) { printf("SIGQUIT 阻塞\n"); } // 从信号集中删除一个信号 sigdelset(&set, SIGQUIT); // 判断SIGQUIT是否在信号集中 ret = sigismember(&set, SIGQUIT); if(ret == 0) { printf("SIGQUIT 不阻塞\n"); } else if(ret == 1) { printf("SIGQUIT 阻塞\n"); } return 0; }vxvbcxh
dgfshgdfghgd
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gdfd
2.25sigprocmask函数及其应用
注：2.25节和2.26节的两个函数都是对系统信号集进行调用。这两节基本跳过，因为感觉之后也不会用到。
/* int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset); - 功能：将自定义信号集中的数据设置到内核中（设置阻塞，解除阻塞，替换） - 参数： - how : 如何对内核阻塞信号集进行处理 SIG_BLOCK: 将用户设置的阻塞信号集添加到内核中，内核中原来的数据不变 假设内核中默认的阻塞信号集是mask， mask | set SIG_UNBLOCK: 根据用户设置的数据，对内核中的数据进行解除阻塞 mask &= ~set SIG_SETMASK:覆盖内核中原来的值 - set ：已经初始化好的用户自定义的信号集 - oldset : 保存设置之前的内核中的阻塞信号集的状态，可以是 NULL - 返回值： 成功：0 失败：-1 设置错误号：EFAULT、EINVAL int sigpending(sigset_t *set); - 功能：获取内核中的未决信号集 - 参数：set,传出参数，保存的是内核中的未决信号集中的信息。 */ // 编写一个程序，把所有的常规信号（1-31）的未决状态打印到屏幕 // 设置某些信号是阻塞的，通过键盘产生这些信号 #include <stdio.h> #include <signal.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> int main() { // 设置2、3号信号阻塞 sigset_t set; sigemptyset(&set); // 将2号和3号信号添加到信号集中 sigaddset(&set, SIGINT); sigaddset(&set, SIGQUIT); // 修改内核中的阻塞信号集 sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL); int num = 0; while(1) { num++; // 获取当前的未决信号集的数据 sigset_t pendingset; sigemptyset(&pendingset); sigpending(&pendingset); // 遍历前32位 for(int i = 1; i <= 31; i++) { if(sigismember(&pendingset, i) == 1) { printf("1"); }else if(sigismember(&pendingset, i) == 0) { printf("0"); }else { perror("sigismember"); exit(0); } } printf("\n"); sleep(1); if(num == 10) { // 解除阻塞 sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL); } } return 0; }
2.26 sigaction信号捕捉函数
/* #include <signal.h> int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact); - 功能：检查或者改变信号的处理。信号捕捉 - 参数： - signum : 需要捕捉的信号的编号或者宏值（信号的名称） - act ：捕捉到信号之后的处理动作 - oldact : 上一次对信号捕捉相关的设置，一般不使用，传递NULL - 返回值： 成功 0 失败 -1 struct sigaction { // 函数指针，指向的函数就是信号捕捉到之后的处理函数 void (*sa_handler)(int); // 不常用 void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); // 临时阻塞信号集，在信号捕捉函数执行过程中，临时阻塞某些信号。 sigset_t sa_mask; // 使用哪一个信号处理对捕捉到的信号进行处理 // 这个值可以是0，表示使用sa_handler,也可以是SA_SIGINFO表示使用sa_sigaction int sa_flags; // 被废弃掉了 void (*sa_restorer)(void); }; */ #include <sys/time.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <signal.h> void myalarm(int num) { printf("捕捉到了信号的编号是：%d\n", num); printf("xxxxxxx\n"); } // 过3秒以后，每隔2秒钟定时一次 int main() { struct sigaction act; act.sa_flags = 0; act.sa_handler = myalarm; sigemptyset(&act.sa_mask); // 清空临时阻塞信号集 // 注册信号捕捉 sigaction(SIGALRM, &act, NULL); struct itimerval new_value; // 设置间隔的时间 new_value.it_interval.tv_sec = 2; new_value.it_interval.tv_usec = 0; // 设置延迟的时间,3秒之后开始第一次定时 new_value.it_value.tv_sec = 3; new_value.it_value.tv_usec = 0; int ret = setitimer(ITIMER_REAL, &new_value, NULL); // 非阻塞的 printf("定时器开始了...\n"); if(ret == -1) { perror("setitimer"); exit(0); } // getchar(); while(1); return 0; }
2.27 SIGCHLD信号
SIGCHLD信号由内核发送给父进程，用的最多的是第一种情况。
父进程中默认会忽略这个信号。
作用：解决僵尸进程。父进程接收到这个信号代表子进程终止，从而对子进程资源进行回收和处理。
/* SIGCHLD信号产生的3个条件： 1.子进程结束 2.子进程暂停了 3.子进程继续运行 都会给父进程发送该信号，父进程默认忽略该信号。 使用SIGCHLD信号解决僵尸进程的问题。 */ #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <signal.h> #include <sys/wait.h> void myFun(int num) { printf("捕捉到的信号 ：%d\n", num); // 回收子进程PCB的资源 // while(1) { // wait(NULL); // } while(1) { int ret = waitpid(-1, NULL, WNOHANG); if(ret > 0) { printf("child die , pid = %d\n", ret); } else if(ret == 0) { // 说明还有子进程或者 break; } else if(ret == -1) { // 没有子进程 break; } } } int main() { // 提前设置好阻塞信号集，阻塞SIGCHLD，因为有可能子进程很快结束，父进程还没有注册完信号捕捉 sigset_t set; sigemptyset(&set); sigaddset(&set, SIGCHLD); sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL); // 创建一些子进程 pid_t pid; for(int i = 0; i < 20; i++) { pid = fork(); if(pid == 0) { break; } } if(pid > 0) { // 父进程 // 捕捉子进程死亡时发送的SIGCHLD信号 struct sigaction act; act.sa_flags = 0; act.sa_handler = myFun; sigemptyset(&act.sa_mask); sigaction(SIGCHLD, &act, NULL); // 注册完信号捕捉以后，解除阻塞 sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL); while(1) { printf("parent process pid : %d\n", getpid()); sleep(2); } } else if( pid == 0) { // 子进程 printf("child process pid : %d\n", getpid()); } return 0; }
