信号驱动任务执行（pause、sigsuspend函数）

news2024/11/20 10:31:19

信号驱动任务指的是通过信号来驱动任务的执行，每发送一次信号，任务就执行一次。实现该目的所需的函数就是 pause 或者 sigsuspend，pause和sigsuspend函数可以暂停当前进程，直至收到信号才会继续运行之后的程序。

1、认识 pause / sigsuspend 函数

(1) pause 函数

(2) sigsuspend 函数

2、信号驱动任务执行的两种方式

(1) sigprocmask + pause

(2) sigsuspend

1、认识 pause / sigsuspend 函数

(1) pause 函数

pause 函数的作用是暂停当前进程(进入休眠状态)，直至收到信号(任意信号)，才会唤醒当前进程。

因为信号的处理动作有终止、忽略、捕捉、屏蔽，所以也对应了下面四种情况：

信号的默认处理动作是终止，进程直接终止。
信号的默认处理动作是忽略，进程继续处于挂起状态。
信号的默认处理动作是捕捉，进程先调用信号处理函数，然后解除挂起，执行下一步。
信号的默认处理动作是屏蔽，进程继续处于挂起状态。

(2) sigsuspend 函数

sigsuspend函数的作用也是暂停当前进程直至收到信号，但 sigsuspend 还可以主动设置屏蔽哪些信号，收到这些被屏蔽的信号时，不会解除挂起。

参数 mask：需要屏蔽的信号集。当前进程的屏蔽字会被替换为当前参数的屏蔽信号集，等到函数返回，会还原当前进程的屏蔽字。

mask == NULL：sigsuspend达到的效果和pause一样
mask != NULL：通过设置屏蔽信号集来主动屏蔽某些信号，收到这些被屏蔽的信号时，不会解除挂起

返回值：只会返回 -1。

2、信号驱动任务执行的两种方式

下面就以 2号信号为例，实现信号驱动任务执行。2号信号 SIGINT 可以终止前台进程，我们需要捕获2号信号，并设置相应的信号处理函数来避免当前进程被终止。

(1) sigprocmask + pause

执行任务的时候，我们不希望任务执行到一半被打断，所以在执行任务的之前我们需要调用 sigprocmask函数来屏蔽未来会收到的信号（当前场景下指的就是2号）

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

void handler(int signum)
{
	printf("收到并处理%d号信号\n", signum);
}

int main(){
	
	signal(2, handler);    // 捕捉２号信号
	
	sigset_t set;
	sigemptyset(&set); 		// 清空信号集
	sigaddset(&set, 2);    // 向信号集中添加２号信号

	while(1){
		sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL); 	// 屏蔽２号信号
		printf("------------------\n");
		printf("task is running\n");
		printf("------------------\n");
		sleep(1);

		sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);    // 解除２号信号的屏蔽
		pause();
	}
	return 0;
}

正常情况应该是，解除2号信号的屏蔽以后，pause函数挂起的时候捕捉到了信号，此时会先去调用信号处理函数，然后解除挂起就会重新去打印“task is running” 。然而，从下面的结果可以看出，只执行了信号处理函数，但是pause函数没有解除挂起。

原因就是，由于发送信号较为频繁，在打印“task is running” 的时候收到了2号信号，但是此时2号信号被屏蔽了，解除2号信号的屏蔽以后，立马就去调用信号处理函数了，等到pause函数挂起以后，信号就已经处理完了。

因此，当信号发送较为频繁的时候，不建议使用 pause函数来驱动任务执行。

(2) sigsuspend

sigsuspend 函数被调用以后，直接进入阻塞等待的状态

如果收到了屏蔽信号集中的信号，不予理会，继续挂起
如果收到了屏蔽信号集以外的信号，解除挂起，并调用对应的信号处理函数或者执行默认处理行为。

假设 sigsuspend 函数的屏蔽信号集中包含了3号信号，那么sigsuspend收到3号信号就不会解除挂起；如果收到了2号信号，那么sigsuspend函数就会解除挂起，并调用对应的信号处理函数。

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

void handler(int signum)
{
	printf("收到并处理%d号信号\n", signum);
}

int main(){
	
	signal(2, handler);    // 捕捉２号信号
	
	sigset_t set;
	sigemptyset(&set); 		// 清空信号集
	sigaddset(&set, 2);    // 向信号集中添加２号信号

	sigset_t mask;        // sigsuspend的屏蔽信号集
	sigemptyset(&mask);
	sigaddset(&mask, 3);  // 向屏蔽信号集添加３号信号

	while(1){
		sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL); 	// 屏蔽２号信号
		printf("------------------\n");
		printf("task is running\n");
		printf("------------------\n");
		sleep(1);

		sigsuspend(&mask);    // 挂起状态：将进程屏蔽字替换为屏蔽信号集mask
                              // 解除挂起：恢复原本的进程屏蔽字 
	}
	return 0;
}