Linux中信号

概述

》 信号是软件中断，它是在软件层次上对中断机制的一种模拟。
信号可以导致一个正在运行的进程被另一个正在运行的异步进程中断，转而处理某一个突发事件。
》 信号是一种异步通信方式。进程不必等待信号的到达，进程也不知道信号什么时候到达。
》 信号可以直接进行用户空间进程和内核空间进程的交互，内核进程可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。
》 每个信号的名字都以字符SIG开头。
》 每个信号和一个数字编码相对应，在头文件signum.h中，这些信号都被定义为正整数。
》 信号名定义路径：/usr/include/i386-Linux-gnu/bits/signum.h
》 在Linux下，要想查看这些信号和编码的对应关系，可使用命令：kill -l

1、当用户按某些终端键时，将产生信号。
例如：
终端上按“Ctrl+c”组合键通常产生中断信号SIGINT、终端上按"Ctrl+"键通常产生中断信号SIGQUIT、终端上按"Ctrl+z"键通常产生中断信号SIGSTOP。
2、硬件异常将产生信号。
除数为0，无效的内存访问等。这些情况通常由硬件检测到，并通知内核,然后内核产生适当的信号发送给相应的进程。
3、软件异常将产生信号。
当检测到某种软件条件已发生，并将其通知有关进程时，产生信号。
4、调用kill函数将发送信号。
注意：接收信号进程和发送信号进程的所有者必须相同，或发送信号进程的所有者必须是超级用户。
5、运行kill命令将发送信号。
此程序实际上是使用kill函数来发送信号。也常用此命令终止一个失控的后台进程。
》 一个进程收到一个信号的时候，可以用如下方法进行处理：
1.执行系统默认动作
对大多数信号来说，系统默认动作是用来终止该进程。
2.忽略此信号
接收到此信号后没有任何动作。
3.执行自定义信号处理函数
用用户定义的信号处理函数处理该信号。
注意：
SIGKILL和SIGSTOP不能更改信号的处理方式，因为它们向用户提供了一种使进程终止的可靠方法 。

信号的基本操作

#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int signum);
功能：
	给指定进程发送信号。
参数：
	pid：详见下面
	signum：信号的编号
返回值：
	成功返回 0
	失败返回 -1

pid的取值有4种情况:

pid>0: 将信号传送给进程ID为pid的进程。
pid=0: 将信号传送给当前进程所在进程组中的所有进程。
pid=-1: 将信号传送给系统内所有的进程。
pid<-1: 将信号传给指定进程组的所有进程。这个进程组号等于pid的绝对值。
例：01_kill.c
注意：
使用kill函数发送信号，接收信号进程和发送信号进程的所有者必须相同，或者发送信号进程的所有者是超级用户。

#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
功能：
在seconds秒后，向调用进程发送一个SIGALRM信号，SIGALRM信号的默认动作是
终止调用alarm函数的进程。
返回值：
若以前没有设置过定时器，或设置的定时器已超时，返回0；否则返回定时器剩余的秒数，
并重新设定定时器。

例：02_alarm.c

#include <signal.h>
int raise(int signum);
功能：
	给调用进程本身送一个信号。
参数：
	signum：信号的编号。
返回值：
	成功返回 0
	失败返回 -1

例：03_raise.c

#include <stdlib.h>
void abort(void);
功能：
向进程发送一个SIGABRT信号，默认情况下进程会退出。
注意：
即使SIGABRT信号被加入阻塞集，一旦进程调用了abort函数，进程也还是会被终止，且在终止前会刷新缓冲区，关文件描述符。

#include <unistd.h>
int pause(void);
功能：
将调用进程挂起直至捕捉到信号为止。这个函数通常用于判断信号是否已到。
返回值：
直到捕获到信号，pause函数才返回-1，且errno被设置成EINTR。

例：04_pause.c

进程接收到信号后有如下三种处理方式:
1、执行系统默认动作
2、忽略此信号
3、执行自定义信号处理函数
程序中可用函数signal()改变信号的处理方式

#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int)；
sighandler_t signal(int signum,sighandler_thandler);
功能：
	注册信号处理函数（不可用于SIGKILL、SIGSTOP信号），即确定收到信号后处理函数的入口地址。
参数：
	signum：信号编号
handler的取值：
	忽略该信号：SIG_IGN
	执行系统默认动作：SIG_DFL
	自定义信号处理函数：信号处理函数名
返回值：
	成功：返回函数地址，该地址为此信号上一次注册的信号处理函数的地址。
	失败：返回SIG_ERR

例 05_signal.c

可重入函数

可重入函数是指函数可以由多个任务并发使用，而不必担心数据错误。
编写可重入函数：
》不使用（返回）静态的数据、全局变量（除非用信号量互斥）。
》不调用动态内存分配、释放的函数。
》不调用任何不可重入的函数（如标准I/O函数）。
注：即使信号处理函数使用的都是可重入函数（常见的可重入函数），也要注意进入处理函数时，首先要保存errno的值，结束时，再恢复原值。因为，信号处理过程中，errno值随时可能被改变。
》 信号集
信号集概述：一个用户进程常常需要对多个信号做出处理。为了方便对多个信号进行处理，在Linux系统中引入了信号集。
》 信号集是用来表示多个信号的数据类型。
》 信号集数据类型sigset_t
》 定义路径：/usr/include/i386-Linux-gnu/bits/sigset.h

信号集相关的操作主要有如下几个函数：
sigemptyset
sigfillset
sigismember
sigaddset
sigdelset

#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set)；
功能：
初始化由set指向的信号集，清除其中所有的信号即初始化一个空信号集。
参数：
set：信号集标识的地址，以后操作此信号集，对set进行操作就可以了。
返回值:
成功返回 0，失败返回 -1。

#include <signal.h>
int sigfillset(sigset_t *set)；
功能：
初始化信号集合set, 将信号集合设置为所有信号的集合。
参数：
信号集标识的地址，以后操作此信号集，对set进行操作就可以了。
返回值:
成功返回 0，失败返回 -1。

#include <signal.h>
int sigismember(const sigset_t *set,int signum);
功能：
查询signum标识的信号是否在信号集合set之中。
参数：
set：信号集标识符号的地址。
signum：信号的编号。
返回值:
在信号集中返回 1，不在信号集中返回 0
错误，返回 -1

#include <signal.h>
int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
功能：
将信号signum加入到信号集合set之中。
参数：
set：信号集标识的地址。
signum：信号的编号。
返回值:
成功返回 0，失败返回 -1。

#include <signal.h>
int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
功能：
将signum所标识的信号从信号集合set中删除。
参数：
set：信号集标识的地址。
signum：信号的编号。
返回值:
成功：返回 0
失败：返回 -1

例：06_signal_set.c

》 信号阻塞集(屏蔽集、掩码)

每个进程都有一个阻塞集，它用来描述哪些信号递送到该进程的时候被阻塞(在信号发生时记住它，直到进程准备好时再将信号通知进程)。
所谓阻塞并不是禁止传送信号, 而是暂缓信号的传送。若将被阻塞的信号从信号阻塞集中删除，且对应的信号在被阻塞时发生了，进程将会收到相应的信号。

#include <signal.h>
int sigprocmask(int how,
const sigset_t *set, sigset_t *oldset)；
功能：
检查或修改信号阻塞集，根据how指定的方法对进程的阻塞集合进行修改，新的信号阻塞集由set指定，
而原先的信号阻塞集合由oldset保存。
参数：
how：信号阻塞集合的修改方法。
set：要操作的信号集地址。
oldset：保存原先信号集地址。
返回值:
成功：返回 0
失败：返回 -1

》 how：
SIG_BLOCK：向信号阻塞集合中添加set信号集
SIG_UNBLOCK：从信号阻塞集合中删除set集合
SIG_SETMASK：将信号阻塞集合设为set集合
注：若set为NULL，则不改变信号阻塞集合，函数只把当前信号阻塞集合保存到oldset中。

例：06_sigprocmask.c