Linux IPC 进程间通信——信号 signal
信号是异步的，它是一种软件中断，Unix 系统起初设计主要目的是用于终止进程。所以发送信号使用 kill。
信号的三种处理方式
- 忽略，对信号不采取任何处理
- 捕获，暂停正在执行的代码，跳转到注册的信号处理函数。执行完后，跳回捕获信号的代码位置继续执行。
- 默认，默认动作通常是终止进程
Tips: 有两个特殊信号必须保持默认动作，不可更改。它们是：SIGKILL 和 SIGSTOP
信号标识符
每一个信号都以 SIG 前缀开头，这些标识符定义在 <signal.h> 头文件中，其实质是一个正整数。在不同 Unix 系统中信号名称到整数的映射可能不同，但是前 12 种信号通常是相同的。
信号的编号从 1 开始，总共有 31 个信号。
# 查看信号编号
kill -l
常见的信号产生方式
信号 产生方式 默认动作
SIGABRT —> abort() 终止且进行内存转储
SIGALRM —> alarm() 终止
SIGCHLD —> 子进程终止 忽略
SIGCONT —> 进程停止后继续执行 忽略
SIGHUP —> 控制终端关闭 终止
SIGKILL —> kill -9 终止
SIGPIPE —> 管道破裂 终止
SIGINT —> Ctrl+C 终止
SIGQUIT —> Ctrl+\ 终止且进行内存转储
SIGTSTP —> Ctrl+Z 挂起
SIGSTOP —> kill -19 挂起
SIGPROF —> 定时器到期 终止
SIGILL —> 非法指令 终止且进行内存转储
信号的继承
- 调用
fork创建子进程时，子进程继承父进程的所有信号。进程的处理方式与父进程相同。子进程不能继承挂起信号。 - 调用
exec创建进程时，进程继承所有信号，被原进程忽略的信号新进程也忽略，其它信号恢复为默认处理。
Tips：Ctrl+Z 时挂起信号使 fork 创建的子进程也挂起了，因为终端接收到 Ctrl+Z 时，是将信号发送给进程组的所有进程。
信号的权限
一个进程要给另一个进程发送信号，需要合适的权限，拥有 CAP_KILL 权限的进程可以向任何进程发送信号。
/* 判断是否有权限向目标进程发信号 */
int ret = kill(2711, 0);
if(ret)
printf("have permission\n");
else
printf("no permission\n");
相关编程接口
1. 信号处理的接口
#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signo, sighandler_t handler);
// 忽略信号
signal(SIGINT, SIG_IGN);
// 恢复默认处理
signal(SIGINT, SIG_DFL);
// 函数出错返回 SIG_ERR
2. 等待信号
#include <unistd.h>
int pause(void);
// 只有收到可捕获的信号才返回
// 如果信号是被忽略的进程不会被唤醒
3. 信号编号映射字符串
#include <signal.h>
void signal_handler(int signo){
printf("%s\n", sys_siglist[signo]);
psignal(signo, "signal");
// #define _GNU_SOURCE
// #include <string.h>
printf("%s\n", strsignal(signo));
}
4. 发送信号
#include <sys/type.h>
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int signo);
/*
pid > 0 向进程发送信号
pid = 0 向进程组的每一个进程发送信号
pid = -1 向除自身及 init 进程外的所有有权限发送信号的进程发送信号
pid < -1 向进程组的每一个进程发送信号，进程组的 ID 为 |pid|
*/
int raise(int signo);
/* 给进程自身发送信号 */
kill(getpid(), signo);
int killpg(int pgrp, int signo);
/* 给进程组发送信号 */
kill(-1 * pgrg, signo);
int sigqueue(pid_t pid, int signo, const union sigval value);
/* 带外数据信号发送，使用 sigaction 注册 sa_sigaction 处理函数
union sigval {
int sival_int;
void *sival_ptr;
};
*/
// 案例1
int pid;
void sig_handler(int signo){
if(pid == 0){
if(SIGUSR1 == signo)
printf("ok\n");
}else{
kill(pid, SIGUSR1);
}
}
int main(){
pid = fork();
if(0 == pid){
signal(SIGUSR1, sig_handler);
while(1);
}else if(0 < pid){
signal(SIGTSTP, sig_handler);
while(1);
}
}
// 案例2 带外数据发送信号
sigval val = { 100 };
int ret = sigqueue(1777, SIGUSR2, val);
5. 信号的重入
一个信号可以打断之前的信号处理，如果两个信号的处理程序中，执行了相同的代码，代码必须确保重入安全。
那么对于重入不安全的函数，我们希望这样的信号进行串行处理，即阻塞后来的信号。
#include <signal.h>
// 阻塞的方式就是将信号放到一个阻塞集合中
/* 将集合初始化为空集 */
int sigemptyset(sigset_t * set);
/* 将集合初始化为满集 */
int sigfillset(sigset_t * set);
/* 将信号加入到指定的集合中 */
int sigaddset(sigset_t * set, int signo);
/* 将信号从指定的集合中删除 */
int sigdelset(sigset_t * set, int signo);
/* 判断信号是否在指定的集合中 */
int sigismember(sigset_t * set, int signo);
// 还有一些非标准的函数，为了保证移植性，应该避免使用
// 每一个进程都有一个信号掩码，这个信号掩码表示当前进程阻塞的信号
/* 管理当前进程信号掩码 */
int sigprocmask(int how, const sigset_t * set, sigset_t oldset);
/*
how : SIG_SETMASK 将 set 设置为当前信号掩码
SIG_BLOCK 将 set 中的信号加入到信号掩码中
SIG_UNBLOCK 将 set 中的信号从信号掩码中移出
如果 oldset 非空，oldset 为原来的信号掩码
*/
// 当产生了一个被阻塞的信号，内核不会发送该信号，该信号被称为待处理信号，当解除一个待处理信号的阻塞时，内核就会把它发送给进
/* 获取待处理信号集 */
int sigpending(sigset_t * set);
// POSIX 定义了一个允许进程临时更改信号掩码，并一直处于等待状态，直到产生一个终止该进程的信号，或该进程处理完等待的信号
/* 等待信号集 */
int sigsuspend(const sigset_t * set);
6. 高级信号管理
/* 改变信号的行为 */
int sigaction(int signo, const struct sigaction * act, struct sigaction * oldact);
/*
signo : 除 SIGKILL 和 SIGSTOP 外的所有值
act : struct sigaction {
void (*sa_handler)(int);
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
void (*sa_restorer)(void);
}
如果 sa_flags 被指定 SA_SIGINFO, 那么信号的动作是执行 sa_sigaction
sa_mask 指定了应该在信号处理函数执行时阻塞的信号集，除非设置了 SA_NODEFER 标志
*/
浙公网安备 33010602011771号