实验七 信号

项目 内容
这个作业属于哪个课程 Linux系统与应用
这个作业的要求在哪里 实验目的与要求
学号-姓名 18041511·叶智铨
作业学习目标 了解信号的概念,掌握信号处理的方法

1.编写一个简单的程序并运行,然后向该进程发送不同的信号以观察该进程对接收到信号的反应。

//hellosignal.c
#include <stdio.h> 
#include <unistd.h> 
int main() 
{ 
	printf("hello signal! I'm %d\n", getpid()); 
	while(1) 
	{ 
		write(STDOUT_FILENO, ".", 1); 
		sleep(10); 
	}
return 0;
}


//hellosignal.c(修改后)
#include <stdio.h> 
#include <unistd.h> 
int main() 
{ 
	printf("Hello Signal! I'm %d\n", getpid()); 
	while(1) 
	{ 
		write(STDOUT_FILENO, "*", 1); 
		sleep(10); 
	}
return 0;
}



(1)在当前终端通过按键组合向该进程发送信号 CTRL+C、CTRL+Z、CTRL+\ 观察三种信号及其对应的进程反应

(2)另外再开启一个终端,在终端通过输入 kill 命令来给进程发送信号,进程的 pid 在程序运行的第一行输出。在终端通过输入 kill -l 来查看当前系统当中的信号列表:

重新运行程序:

看到程序输出自己的 pid 是2854,在另开一个终端,通过 kill 命令向该进程发送信号;再切换到运行程序的终端来观察进程接收到信号后的反应:


对于 kill 命令我们可以查看手册: man kill

(3)编写一个简单的程序,该程序调用 kill() 函数向某个进程发送信号


通过手册查看 kill() 函数:man 2 kill

2.使用 signal() 函数来捕捉信号。
通常进程在接收到某种信号后,会根据不同的信号执行默认的操作:

(1)忽略信号
(2)终止(杀死)进程
(3)产生核心转储文件,同时 终止进程
(4)停止进程
(5)恢复之前被暂停的进程继续运行
这里可以通过signal()来改变进程对某个信号的处置方式。signal()是目前为止见过最复杂的函数。

通过查看手册:man 2 signal

//catchsignal.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
void sighandler(int sig) {
	switch(sig) {
		case SIGUSR1://10
			printf("hello SIGUSR1\n");break;
		case SIGUSR2://12
			printf("hello SIGUSR2\n");break;
		case SIGINT://2 CTRL+C
			printf("休想干掉我!\n");break;
		case SIGTSTP://20 CTRL+Z
			printf("不要停止我!\n");break;
		case SIGQUIT://3 CTRL+\
			printf("就是不退出!\n");break;
		case SIGSEGV://11
			printf("呃!程序出 bug 了!\n");break;
		default:
			printf("hello, who are you %d?\n", sig);
	}
	sleep(2); // 删除这一行,再给程序发信号,看看 main 函数打点的情况。
}
int main() {
	printf("I'm %d\n", getpid());
	if (SIG_ERR == signal(SIGUSR1, sighandler)) {
		perror("signal SIGUSR1");
	}
	if (SIG_ERR == signal(SIGUSR2, sighandler)) {
		perror("signal SIGUSR2");
	}
	if (SIG_ERR == signal(SIGINT, sighandler)) {
		perror("signal SIGINT");
	}
	if (SIG_ERR == signal(SIGTSTP, sighandler)) {
		perror("signal SIGTSTP");
	}
	if (SIG_ERR == signal(SIGQUIT, sighandler)) {
		perror("signal SIGQUTI");
	}
	if (SIG_ERR == signal(SIGSEGV, sighandler)) {
		perror("signal SIGSEGV");
	}
	while(1) {
		write(STDOUT_FILENO, ".", 1);
		sleep(10);
	}
	return 0;
}


输入完上述代码,编译并运行。
(1)给该进程发送ctrl+C、ctrl+Z、ctrl+\信号,观察进程对接收到信号的反应。
(2)在另外一个终端输入 kill 命令来向该进程发送信号,观察进程对接收到信号的反应


3.通过举例说明 alarm() 函数和 setitimer() 函数的使用。

查看两个函数的手册:
(1)man 2 alarm
(2)man 2 setitimer

man 2 alarm

查看两个函数的手册:

man 2 setitimer

通过命令 man 7 signal 可以查看当前系统信号的清单

从上面可以看到 alarm() 函数在计时结束后会发生 SIGALRM 信号给当前进程,进程对 SIGALRM 信号的缺省动作是结束进程。



虽然程序中有无限循环,不断输出字符串process will finish!,由于调用了alarm(1)函数alarm函数会在1秒后给该进程发送 SIGALRM 信号,然后进程结束。

接下来继续看一个程序设定了两次定时炸弹,第一次设定 5 秒后爆炸,设定后过了 2 秒,再设定了一个3 秒后爆炸的定时炸弹。

这里计时时间到了并不会结束进程,因为编写了信号捕捉函数,产生SIGALRM信号后会输出字符串 Bomb!!,可以键盘按键组合结束进程,这里用了CTRL+C,接下来用 setitimer() 函数实现 alarm() 函数




试分析一下 alarm() 函数和 setitimer() 函数的区别?

alarm()函数,当定时时间到了,就会产生SIGALRM信号结束进程。
setitimer()函数从开始计时到时间结束,会产生SIGALRM信号,
若it_interval的值为0,则不会重新启动该定时器,调用 setitimer()失败,返回-1,结束进程。

4.举例说明信号集操作函数的使用
通过命令 man 3 sigsetops 来查看手册:

编写一个打印 sigset_t 的函数



5、举例说明对阻塞信号与未决信号的理解

在一个进程中,保存了两个信号集(在PCB中),分别是阻塞信号集,还有一个未决信号集。当你使用sigprocmask的时候,就会修改阻塞信号集。
当你的进程一收到信号且该信号被阻塞,它首先进入到未决信号集中(就是一个 sigset_t ),
当未决信号集中的信号被信号处理函数(你自己定义的或者系统默认的)处理,就会从未决信号集中删除。
如果一个信号加入阻塞信号集,该信号的信号处理函数就不会被调用。
通过 man sigprocmask 来查看手册:

对于未决信号集我们不能直接操作,可以使用 sigpending 函数获取未决信号集。
通过 man sigpending 来查看手册:


下面结合例子来理解,程序的功能是先把 SIGINT 、 SIGTSTP 加入到了进程阻塞信号集中去,接下来,每隔一秒打印一次未决信号集,第 10 次的时候,又把 SIGINT 信号从阻塞信号集中删除。




6、 举例说明 sigaction() 函数的使用

不同于 signal 函数, sigaction 函数是符合 POSIX 标准的,而 signal 只是 ANSI C 定义的函数。
除了上面的区别外, sigaction 提供了更多的功能。
比如它可以处理带参数的信号,在信号处理的时候,可以屏蔽其它信号等等。

通过 man 2 sigaction 来查看手册:

``
程序来说明 sigaction() 函数的使用,程序注册了信号 SIGINT 和 SIGTSTP . 需要注意的一点是 sa_mask 被设置为 SIGINT ,
它表示当执行信号处理函数的时候,阻塞信 SIGINT 信号。
在 handler 函数加入了一打印未决信号的功能,以验证执行到 handler 的时候发送 SIGINT 是被阻塞住的。

![](https://img2020.cnblogs.com/blog/2394213/202106/2394213-20210610200626222-1435863124.png)
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/2394213/202106/2394213-20210610200639446-1692144840.png)
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/2394213/202106/2394213-20210610200715370-668613713.png)
(1) 当程序运行的时候,Ctrl+C 进入 handler ,然后立即 Ctrl+Z 发现handler还未执行完就被SIGTSTP打断.
(2) 当程序运行的时候,Ctrl+Z 进入 handler ,然后立即 Ctrl+C 发现并不会被 SIGINT 打断,这是因为该 handler 注册的时候被设置了 SA_MASK = SIGINT ,最后 handler 结束的时候打印了未决信号集,发现里头有 SIGINT,所以 handler 结束后,又去继续对 SIGINT 进行处理。
posted @ 2021-06-10 20:08  18041511-叶智铨  阅读(9)  评论(0编辑  收藏  举报