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1.1 概念和机制 概念 信号在生活中随处可见#xff0c;如#xff1a;古代战争中摔杯为号、现代战争中的信号弹、体育比赛中使用的信号枪他们都有共性#xff1a;简单、不能携带大量信息、满足… 参考引用 UNIX 环境高级编程 (第3版)黑马程序员-Linux 系统编程 1. 信号基础理论
1.1 概念和机制 概念 信号在生活中随处可见如古代战争中摔杯为号、现代战争中的信号弹、体育比赛中使用的信号枪他们都有共性简单、不能携带大量信息、满足某个特设条件才发送 信号是信息的载体Linux/UNIX 环境下古老、经典的通信方式现下依然是主要的通信手段 Unix 早期版本就提供了信号机制但不可靠信号可能丢失Berkeley 和 ATT 都对信号模型做了更改增加了可靠信号机制但彼此不兼容POSIX.1 对可靠信号例程进行了标准化 机制 A 给 B 发送信号B 收到信号之前执行自己的代码收到信号后不管执行到程序的什么位置都要暂停运行去处理信号处理完毕再继续执行与硬件中断类似—异步模式。但信号是软件层面上实现的中断早期常被称为 “软中断” 信号的特质 由于信号是通过软件方法实现其实现手段导致信号有很强的延时性。但对于用户来说这个延迟时间非常短不易察觉 每个进程收到的所有信号都是由内核负责发送并由内核处理 1.2 与信号相关的事件和状态
信号产生方式 按键产生如Ctrlc、Ctrlz、Ctrl\系统调用产生如kill、raise、abort软件条件产生如定时器 alarm硬件异常产生如非法访问内存 (段错误)、除 0 (浮点数例外)、内存对齐出错 (总线错误)命令产生如kill 命令 递达状态 递送并且到达进程直接被内核处理掉 未决状态 产生和递达之间的状态主要由于阻塞 (屏蔽) 导致该状态 信号的处理方式 执行默认动作忽略 (丢弃)捕捉 (自定义调用户处理函数) Linux 内核的进程控制块 PCB 是一个结构体 task_struct除了包含进程 id、状态、工作目录、用户 id、组 id 和文件描述符表还包含了信号相关的信息主要指阻塞信号集和未决信号集 阻塞信号集 (信号屏蔽字) 本质是位图用来记录信号的屏蔽状态。将某些信号加入集合对他们设置屏蔽当屏蔽某信号后当再收到该信号时该信号的处理将推后 (一直处于未决状态直到解除屏蔽) 未决信号集 本质是位图用来记录信号的处理状态。信号产生未决信号集中描述该信号的位立刻翻转为 1表信号处于未决状态当信号被处理则对应位翻转回为 0这一时刻往往非常短暂信号产生后由于某些原因 (主要是阻塞) 不能抵达。这类信号的集合称之为未决信号集。在阻塞解除前信号一直处于未决状态
1.3 信号的编号
$ kill -l1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL 5) SIGTRAP6) SIGABRT 7) SIGBUS 8) SIGFPE 9) SIGKILL 10) SIGUSR1
11) SIGSEGV 12) SIGUSR2 13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM
16) SIGSTKFLT 17) SIGCHLD 18) SIGCONT 19) SIGSTOP 20) SIGTSTP
21) SIGTTIN 22) SIGTTOU 23) SIGURG 24) SIGXCPU 25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM 27) SIGPROF 28) SIGWINCH 29) SIGIO 30) SIGPWR
31) SIGSYS 34) SIGRTMIN 35) SIGRTMIN1 36) SIGRTMIN2 37) SIGRTMIN3
38) SIGRTMIN4 39) SIGRTMIN5 40) SIGRTMIN6 41) SIGRTMIN7 42) SIGRTMIN8
43) SIGRTMIN9 44) SIGRTMIN10 45) SIGRTMIN11 46) SIGRTMIN12 47) SIGRTMIN13
48) SIGRTMIN14 49) SIGRTMIN15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12
53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9 56) SIGRTMAX-8 57) SIGRTMAX-7
58) SIGRTMAX-6 59) SIGRTMAX-5 60) SIGRTMAX-4 61) SIGRTMAX-3 62) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-1 64) SIGRTMAX不存在编号为 0 的信号。其中 1-31 号信号称之为常规信号也叫普通信号或标准信号34-64 称之为实时信号驱动编程与硬件相关名字上区别不大而前 32 个名字各不相同
1.4 信号四要素
信号使用之前应先确定其四要素而后再用 编号、名称、事件和默认处理动作 $ man 7 signal
Signal Value Action Comment
──────────────────────────────────────────────────────────────────────
SIGHUP 1 Term Hangup detected on controlling terminalor death of controlling process
SIGINT 2 Term Interrupt from keyboard
SIGQUIT 3 Core Quit from keyboard
SIGILL 4 Core Illegal Instruction
SIGABRT 6 Core Abort signal from abort(3)
SIGFPE 8 Core Floating-point exception
SIGKILL 9 Term Kill signal
SIGSEGV 11 Core Invalid memory reference
SIGPIPE 13 Term Broken pipe: write to pipe with no readers; see pipe(7)
SIGALRM 14 Term Timer signal from alarm(2)
SIGTERM 15 Term Termination signal
SIGUSR1 30,10,16 Term User-defined signal 1
SIGUSR2 31,12,17 Term User-defined signal 2
SIGCHLD 20,17,18 Ign Child stopped or terminated
SIGCONT 19,18,25 Cont Continue if stopped
SIGSTOP 17,19,23 Stop Stop process
SIGTSTP 18,20,24 Stop Stop typed at terminal
SIGTTIN 21,21,26 Stop Terminal input for background process
SIGTTOU 22,22,27 Stop Terminal output for background process
SIGBUS 10,7,10 Core Bus error (bad memory access)
SIGPOLL Term Pollable event (Sys V).
SIGPROF 27,27,29 Term Profiling timer expired
SIGSYS 12,31,12 Core Bad system call (SVr4);
SIGTRAP 5 Core Trace/breakpoint trap
SIGURG 16,23,21 Ign Urgent condition on socket (4.2BSD)
SIGVTALRM 26,26,28 Term Virtual alarm clock (4.2BSD)
SIGXCPU 24,24,30 Core CPU time limit exceeded (4.2BSD);
SIGXFSZ 25,25,31 Core File size limit exceeded (4.2BSD);
SIGIOT 6 Core IOT trap. A synonym for SIGABRT
SIGEMT 7,-,7 Term Emulator trap
SIGSTKFLT -,16,- Term Stack fault on coprocessor (unused)
SIGIO 23,29,22 Term I/O now possible (4.2BSD)
SIGCLD -,-,18 Ign A synonym for SIGCHLD
SIGPWR 29,30,19 Term Power failure (System V)
SIGINFO 29,-,- A synonym for SIGPWR
SIGLOST -,-,- Term File lock lost (unused)
SIGWINCH 28,28,20 Ign Window resize signal (4.3BSD, Sun)
SIGUNUSED -,31,- Core Synonymous with SIGSYS在标准信号中有一些信号是有三个 “Value”第一个值通常对 alpha 和 sparc 架构有效中间值针对 x86、arm 和其他架构最后一个应用于 mips 架构。一个 ‘-’ 表示在对应架构上尚未定义该信号默认动作 Term终止进程Ign忽略信号 (默认即时对该种信号忽略操作)Core终止进程生成 Core 文件 (查验进程死亡原因 用于 gdb 调试)Stop停止暂停进程Cont继续运行进程 只有每个信号所对应的事件发生了该信号才会被递送 (但不一定递达)不应乱发信号 1.5 Linux 常规信号一览表
1SIGHUP 当用户退出 shell 时由该 shell 启动的所有进程将收到这个信号默认动作为终止进程 2SIGINT 当用户按下了 CtrlC 组合键时用户终端向正在运行中的由该终端启动的程序发出此信号默认动作为终止进程 3SIGQUIT 当用户按下 ctrl\ 组合键时产生该信号用户终端向正在运行中的由该终端启动的程序发出些信号默认动作为终止进程 4SIGILL CPU 检测到某进程执行了非法指令默认动作为终止进程并产生 core 文件 5SIGTRAP 该信号由断点指令或其他 trap 指令产生默认动作为终止里程 并产生 core 文件 6SIGABRT 调用 abort 函数时产生该信号默认动作为终止进程并产生 core 文件 7SIGBUS 非法访问内存地址包括内存对齐出错默认动作为终止进程并产生 core 文件 8SIGFPE 在发生致命的运算错误时发出不仅包括浮点运算错误还包括溢出及除数为 0 等所有的算法错误默认动作为终止进程并产生 core 文件 9SIGKILL 无条件终止进程。本信号不能被忽略处理和阻塞默认动作为终止进程它向系统管理员提供了可以杀死任何进程的方法 10SIGUSE1 用户定义的信号。即程序员可以在程序中定义并使用该信号默认动作为终止进程。 11SIGSEGV 指示进程进行了无效内存访问默认动作为终止进程并产生 core 文件 12SIGUSR2 另外一个用户自定义信号程序员可以在程序中定义并使用该信号默认动作为终止进程 13SIGPIPE Broken pipe 向一个没有读端的管道写数据默认动作为终止进程 14SIGALRM 定时器超时超时的时间由系统调用 alarm 设置默认动作为终止进程 15SIGTERM 程序结束信号与 SIGKILL 不同的是该信号可以被阻塞和终止通常用来要示程序正常退出 执行 shell 命令 Kill 时缺省产生这个信号。默认动作为终止进程。 16SIGSTKFLT Linux 早期版本出现的信号现仍保留向后兼容默认动作为终止进程 17SIGCHLD 子进程状态发生变化时父进程会收到这个信号默认动作为忽略这个信号 18SIGCONT 如果进程已停止则使其继续运行默认动作为继续/忽略 19SIGSTOP 停止进程的执行。本信号不能被忽略处理和阻塞默认动作为暂停进程 20SIGTSTP 停止终端交互进程的运行。按下 ctrlz 组合键时发出这个信号默认动作为暂停进程 21SIGTTIN 后台进程读终端控制台默认动作为暂停进程 22SIGTTOU 该信号类似于 SIGTTIN在后台进程要向终端输出数据时发生默认动作为暂停进程 23SIGURG 套接字上有紧急数据时向当前正在运行的进程发出些信号报告有紧急数据到达。如网络带外数据到达默认动作为忽略该信号 24SIGXCPU 进程执行时间超过了分配给该进程的 CPU 时间 系统产生该信号并发送给该进程默认动作为终止进程 25SIGXFSZ 超过文件的最大长度设置默认动作为终止进程 26SIGVTALRM 虚拟时钟超时时产生该信号。类似于 SIGALRM但是该信号只计算该进程占用 CPU 的使用时间默认动作为终止进程 27SGIPROF 类似于 SIGVTALRM它不仅包括该进程占用 CPU 时间还包括执行系统调用时间默认动作为终止进程 28SIGWINCH 窗口变化大小时发出默认动作为忽略该信号 29SIGIO 此信号向进程指示发出了一个异步 IO 事件默认动作为忽略该信号 30SIGPWR 关机默认动作为终止进程 31SIGSYS 无效的系统调用默认动作为终止进程并产生 core 文件 34SIGRTMIN (64) SIGRTMAX LINUX 的实时信号它们没有固定的含义可以由用户自定义所有实时信号的默认动作都为终止进程
2. 信号的产生
2.1 终端按键产生信号
Ctrl c → 2SIGINT终止/中断 “INT” ---- InterruptCtrl z → 20SIGTSTP暂停/停止 “T” ---- Terminal 终端Ctrl \ → 3SIGQUIT退出
2.2 硬件异常产生信号
除 0 操作 → 8SIGFPE (浮点数例外) “F” -----float 浮点数非法访问内存 → 11SIGSEGV (段错误)总线错误 → 7SIGBUS
2.3 kill 函数/命令产生信号
kill 命令
$ kill -SIGKILL pidkill 函数 给指定进程发送指定信号 (不一定杀死) #include sys/types.h
#include signal.h// 成功0失败-1 (ID 非法信号非法普通用户杀 init 进程等权级问题)设置 errno
int kill(pid_t pid, int sig);sig 待发送的信号不推荐直接使用数字应使用宏名因为不同操作系统信号编号可能不同但名称一致 pid pid 0发送信号给指定的进程pid 0发送信号给与调用 kill 函数进程属于同一进程组的所有进程pid 0取 |pid| 绝对值发给对应进程组pid -1发送给进程有权限发送的系统中所有进程 进程组 每个进程都属于一个进程组进程组是一个或多个进程集合他们相互关联共同完成一个实体任务每个进程组都有一个进程组长默认进程组 ID 与进程组长 ID 相同 权限保护 super 用户(root)可以发送信号给任意用户普通用户是不能向系统用户发送信号的。 kill -9 (root 用户的 pid) 是不可以的。同样普通用户也不能向其他普通用户发送信号终止其进程。 只能向自己创建的进程发送信号 普通用户基本规则 发送者实际或有效用户 ID 接收者实际或有效用户 ID
案例
pid 0发送信号给与调用 kill 函数进程属于同一进程组的所有进程#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include unistd.h
#include errno.h
#include pthread.h
#include signal.hvoid sys_err(const char *str) {perror(str);exit(1);
}int main(int argc, char *argv[]) {pid_t pid fork();// 处于父进程中进入了一个无限循环每 1 秒打印输出当前父进程的 PID并调用 sleep 函数进行延时if (pid 0) {while (1) {printf(parent, pid %d\n, getpid());sleep(1);}} else if (pid 0) {printf(child pid %d, ppid %d\n, getpid(), getppid());sleep(5);// 发送信号的进程 id 是 0表示给与自己所在进程组的成员发送信号kill(0, SIGKILL);}return 0;
}$ gcc kill.c -o kill
$ ./kill
parent, pid 3882
child pid 3883, ppid 3882
parent, pid 3882
parent, pid 3882
parent, pid 3882
parent, pid 3882
Killed2.4 软件条件产生信号
2.4.1 alarm 函数
作用 采用自然计时法设置定时器 (闹钟)。在指定 seconds 后内核会给当前进程发送14SIGALRM 信号。进程收到该信号默认动作终止 每个进程都有且只有唯一个定时器#include unistd.h// 返回值返回 0 或剩余的秒数无失败
unsigned int alarm(unsigned int seconds);取消定时器alarm(0)返回旧闹钟余下秒数 例alarm(5) → 3sec → alarm(4) → 5sec → alarm(5) → alarm(0)此时返回 5sec 并终止 定时与进程状态无关就绪、运行、挂起(阻塞、暂停)、终止、僵尸…无论进程处于何种状态alarm 都计时
案例
测试计算机 1 秒钟能数多少个数#include stdio.h
#include unistd.hint main(void) {int i;alarm(1);for(i 0; ; i) {printf(%d\n, i);}return 0;
} $ gcc alarm.c -o alarm
$ ./alarm
1
2
3
...
574794
Alarm clock1、使用 time 命令查看程序执行的时间 2、程序运行的瓶颈在于 IO优化程序首选优化 IO 3、实际执行时间 系统时间 用户时间 等待时间 2.4.2 setitimer 函数
设置定时器 (闹钟)。可代替 alarm 函数。精度微秒 us可以实现周期定时#include sys/time.h// 返回值成功 0失败 -1
int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value);参数 which指定定时方式 自然定时 ITIMER_REAL → SIGLARM 计算自然时间 虚拟空间计时 (用户空间) ITIMER_VIRTUAL → SIGVTALRM 只计算进程占用 cpu 的时间 运行时计时 (用户 内核) ITIMER_PROF → SIGPROF 计算占用 cpu 及执行系统调用的时间
案例 1
使用 setitimer 函数实现 alarm 函数重复计算机 1 秒计数程序#include stdio.h
#include stdlib.h
#include sys/time.h/* struct itimerval {struct timeval{it_value.tv_sec;it_value.tv_usec;} it_interval;struct timeval {it_value.tv_sec;it_value.tv_usec;} it_value;} it, oldit;
*/unsigned int my_alarm(unsigned int sec) {struct itimerval it, oldit;int ret;it.it_value.tv_sec sec;it.it_value.tv_usec 0;it.it_interval.tv_sec 0;it.it_interval.tv_usec 0;ret setitimer(ITIMER_REAL, it, oldit);if (ret -1) {perror(setitimer);exit(1);}return oldit.it_value.tv_sec;
}int main(void) {int i;my_alarm(1); //alarm(sec);for(i 0; ; i)printf(%d\n, i);return 0;
}案例 2
使用 setitimer 定时向屏幕打印信息 第一次信息打印是 2 秒间隔之后都是 5 秒间隔打印一次。可以理解为第一次是有个定时器什么时候触发打印之后就是间隔时间 nclude stdio.h
#include stdlib.h
#include sys/time.h
#include signal.hvoid myfunc(int signo) {printf(hello world\n);
}int main(void) {struct itimerval it, oldit;signal(SIGALRM, myfunc);it.it_value.tv_sec 2;it.it_value.tv_usec 0;it.it_interval.tv_sec 5;it.it_interval.tv_usec 0;if (setitimer(ITIMER_REAL, it, oldit) -1) {perror(setitimer error);exit(1);}while(1);return 0;
}3. 信号集操作函数
内核通过读取未决信号集来判断信号是否应被处理未决信号集不能直接操作信号屏蔽字 mask 可以影响未决信号集可以在应用程序中自定义 set右下角来改变 mask以达到屏蔽指定信号的目的 3.1 信号集设定
sigset_t 类型的本质是位图。但不应该直接使用位操作而应该使用下述函数保证跨系统操作有效#include signal.h// 将某个信号集清 0 成功0失败-1
int sigemptyset(sigset_t *set);
// 将某个信号集置 1 成功0失败-1
int sigfillset(sigset_t *set);
// 将某个信号加入信号集 成功0失败-1
int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
// 将某个信号清出信号集 成功0失败-1
int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
// 判断某个信号是否在信号集中 返回值在集合1、不在0出错-1
int sigismember(const sigset_t *set, int signum);3.2 sigprocmask 函数
用来屏蔽信号和解除屏蔽 其本质是读取或修改进程的信号屏蔽字(PCB 中)注意屏蔽信号只是将信号处理延后执行 (延至解除屏蔽) 而忽略表示将信号丢弃处理 #include signal.hint sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);set传入参数是一个位图set 中哪一位变为 1就表示当前进程屏蔽哪个信号oldset传出参数保存旧的信号屏蔽集how 参数取值假设当前的信号屏蔽字为 mask SIG_BLOCK当 how 设置为此值set 表示需要屏蔽的信号。相当于 mask mask | setSIG_UNBLOCK当 how 设置为此set 表示需要解除屏蔽的信号。相当于 mask mask ~setSIG_SETMASK当 how 设置为此set 表示用于替代原始屏蔽及的新屏蔽集。相当于 mask set若调用 sigprocmask 解除了对当前若干个信号的阻塞则在 sigprocmask 返回前至少将其中一个信号递达
3.3 sigpending 函数
用于读取当前进程的未决信号集#include signal.h// 返回值成功0失败-1并设置相应的 errno
// set 传出参数
int sigpending(sigset_t *set);案例
把所有常规信号的未决状态打印至屏幕 用自定义集合来设置信号阻塞输入被设置阻塞的信号可以看到未决信号集发生变化使用 sigprocmask 函数将一些信号加入阻塞信号集中并使用 sigpending 函数获取当前进程挂起未决的信号集 #include stdio.h
#include stdlib.h
#include signal.h
#include string.h
#include unistd.h
#include errno.hvoid sys_err(const char *str) {perror(str);exit(1);
}// 用于打印信号集中的信号状态
void print_set(sigset_t *set) {int i;for (i 1; i 32; i) {if (sigismember(set, i)) {putchar(1);} else {putchar(0);}}printf(\n);
}int main(int argc, char* argv[]) {// 分别用于存储要阻塞的信号集、原来的信号集和未决的信号集sigset_t set, oldset, pedset;int ret 0;sigemptyset(set); // 将 set 信号集清空// 向 set 信号集中添加了四个信号sigaddset(set, SIGINT);sigaddset(set, SIGQUIT);sigaddset(set, SIGBUS);sigaddset(set, SIGKILL);// 将 set 信号集中的信号阻塞并将原来的信号集保存到 oldset 中// SIG_BLOCK 表示需要屏蔽的信号ret sigprocmask(SIG_BLOCK, set, oldset);if (ret -1) {sys_err(sigprocmask error);exit(1);}// 进入一个无限循环在循环中使用 sigpending 函数获取未决的信号集// 并使用 print_set 函数打印出未决信号集中的信号状态while (1) {ret sigpending(pedset);print_set(pedset);sleep(1);}return 0;
}$ gcc sigsfunc.c -o sigsfunc
$ ./sigsfunc
0000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000
^C0100000000000000000000000000000
0100000000000000000000000000000
^\0110000000000000000000000000000
0110000000000000000000000000000
0110000000000000000000000000000
... # 对应另一个终端执行命令 kill -7 2122
0110001000000000000000000000000
0110001000000000000000000000000
... # 对应另一个终端执行命令 kill -9 2122
Killed$ ps aux
yue 2122 0.0 0.0 4516 768 pts/0 S 15:25 0:00 ./sigsfunc
$ kill -7 2122
$ kill -9 21229 号 SIGKILL 和 19 号 SIGSTOP 信号比较特殊只能执行默认动作不能忽略捕捉不能设置阻塞 4. 信号捕捉
4.1 signal 函数
注册一个信号捕捉函数 该函数由 ANSI 定义由于历史原因在不同版本的 Unix 和不同版本的 Linux 中可能有不同的行为。因此应该尽量避免使用它取而代之使用 sigaction 函数 #include signal.htypedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);signum整数类型表示要处理信号的编号handler一个指向信号处理函数的指针 sighandler_t 是一个函数指针类型它指向一个函数该函数接受一个整数类型的参数并返回 void 这个函数指针类型的别名为 sighandler_tsighandler_t 类型的函数指针可以作为 signal 函数的第二个参数用来指定信号处理函数然后通过 signal 函数将其注册为某个信号的处理函数通过函数指针的灵活性可以在运行时动态地指定不同的信号处理函数
案例
#include stdio.h
#include signal.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include unistd.h
#include errno.hvoid sys_err(const char *str) {perror(str);exit(1);
}void sig_catch(int signo) {printf(I catch you! %d\n, signo);return ;
}int main(int argc, char* argv[]) {// 注册一个捕捉 SIGINTCtrl c 信号的函数signal(SIGINT, sig_catch);while (1);return 0;
}$ gcc signal.c -o signal
$ ./signal
^CI catch you! 2
^CI catch you! 2
^CI catch you! 2
^\Quit (core dumped)4.2 sigaction 函数 修改信号处理动作通常在 Linux 用来注册一个信号的捕捉函数 #include signal.h// 返回值 成功0失败-1设置 errno
// act 传入参数新的处理方式
// oldact 传出参数旧的处理方式
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);struct sigaction 结构体 struct sigaction {void (*sa_handler)(int);void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);sigset_t sa_mask;int sa_flags;void (*sa_restorer)(void);
};sa_restorer该元素是过时的不应该使用POSIX.1 标准将不指定该元素 (弃用)sa_sigaction当 sa_flags 被指定为 SA_SIGINFO 标志时使用该信号处理程序 (很少使用)sa_handler指定信号捕捉后的处理函数名 (即注册函数) 也可赋值为 SIG_IGN 表示忽略或 SIG_DFL 表示执行默认动作 sa_mask: 调用信号处理函数时所要屏蔽的信号集合 (信号屏蔽字) 注意仅在处理函数被调用期间屏蔽生效是临时性设置 sa_flags通常设置为 0表示使用默认属性
案例
#include stdio.h
#include signal.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include unistd.h
#include errno.h
#include pthread.hvoid sys_err(const char *str) {perror(str);exit(1);
}void sig_catch(int signo) { // 回调函数if (signo SIGINT) {printf(I catch you! %d\n, signo);sleep(5);} else if (signo SIGQUIT) {printf(------I catch you! %d\n, signo);}return ;
}int main(int argc, char* argv[]) {struct sigaction act, oldact;act.sa_handler sig_catch; // 设置回调函数sigemptyset((act.sa_mask)); // 清空 sa_mask 屏蔽字, 只在 sig_catch 工作时有效//sigaddset((act.sa_mask), SIGQUIT);act.sa_flags 0; // 默认值int ret sigaction(SIGINT, act, oldact); // 注册信号捕捉函数if (ret -1) {sys_err(sigaction error);}ret sigaction(SIGQUIT, act, oldact); // 注册信号捕捉函数while (1);return 0;
}$ gcc sigaction.c -o sigaction
$ ./sigaction
^CI catch you! 2
^\------I catch you! 3
# 在另一个终端输入 kill xxx 后
Terminated4.3 信号捕捉特性
进程正常运行时默认 PCB 中有一个信号屏蔽字假定为 ☆它决定了进程自动屏蔽哪些信号。当注册了某个信号捕捉函数捕捉到该信号以后要调用该函数。而该函数有可能执行很长时间在这期间所屏蔽的信号不由☆来指定。而是用 sa_mask 来指定。调用完信号处理函数再恢复为 ☆XXX 信号捕捉函数执行期间XXX 信号自动被屏蔽阻塞的常规信号不支持排队产生多次只记录一次后 32 个实时信号支持排队
4.4 内核实现信号捕捉 5. SIGCHLD 信号
5.1 SIGCHLD 产生条件
子进程终止时子进程接收到 SIGSTOP 信号停止时子进程处在停止态接受到 SIGCONT 后唤醒时
5.2 借助 SIGCHLD 信号回收子进程
子进程结束运行其父进程会收到 SIGCHLD 信号。该信号的默认处理动作是忽略。可以捕捉该信号在捕捉函数中完成子进程状态的回收#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include unistd.h
#include signal.h
#include sys/wait.h
#include errno.hvoid sys_err(const char *str) {perror(str);exit(1);
}// 有子进程终止发送 SIGCHLD 信号时该函数会被内核回调
void catch_child(int signo) { pid_t wpid;int status;while ((wpid waitpid(-1, status, 0)) ! -1) { // 循环回收,防止僵尸进程出现if (WIFEXITED(status)) {printf(------catch child id %d, ret %d\n, wpid, WEXITSTATUS(status));}} return;
}int main(int argc, char* argv[]) {pid_t pid;// 阻塞防止注册函数还没注册完子进程就结束了sigset_t set;sigemptyset(set);sigaddset(set, SIGCHLD);sigprocmask(SIG_BLOCK, set, NULL);int i;// 循环创建多个子进程for (i 0; i 15; i) {if ((pid fork()) 0) {break;}} if (15 i) {struct sigaction act;act.sa_handler catch_child; // 设置回调函数 sigemptyset((act.sa_mask)); // 设置捕捉函数执行期间屏蔽字act.sa_flags 0; // 设置默认属性, 本信号自动屏蔽sigaction(SIGCHLD, act, NULL); // 注册信号捕捉函数 // 解除阻塞sigprocmask(SIG_UNBLOCK, set, NULL);printf(Im parent, pid %d\n, getpid());while (1); // 模拟父进程后续逻辑} else {printf(Im child pid %d\n, getpid());return i;} return 0;
}$ gcc catch_child.c -o catch_child
$ ./catch_child
Im child pid 3170
Im child pid 3171
Im child pid 3173
Im child pid 3172
Im child pid 3175
Im child pid 3176
Im child pid 3177
Im child pid 3178
Im child pid 3179
Im child pid 3181
Im child pid 3182
Im child pid 3180
------catch child id 3170, ret 0
------catch child id 3171, ret 1
------catch child id 3172, ret 2
------catch child id 3173, ret 3
------catch child id 3175, ret 5
------catch child id 3176, ret 6
------catch child id 3177, ret 7
------catch child id 3178, ret 8
------catch child id 3179, ret 9
------catch child id 3181, ret 11
------catch child id 3182, ret 12
------catch child id 3180, ret 10
Im child pid 3183
Im child pid 3184
------catch child id 3183, ret 13
------catch child id 3184, ret 14
Im child pid 3174
------catch child id 3174, ret 4
Im parent, pid 31696. 慢速系统调用中断 统调用可分为两类慢速系统调用和其他系统调用 慢速系统调用 可能会使进程永远阻塞的一类如果在阻塞期间收到一个信号该系统调用就被中断不再继续执行 (早期)也可以设定系统调用是否重启如 read、write、pause、wait 等 其他系统调用 如 getpid、getppid、fork 等 可修改 sa_flags 参数来设置被信号中断后系统调用是否重启 SA_INTERRURT 不重启SA_RESTART 重启 sa_flags 还有很多可选参数适用于不同情况 如捕捉到信号后在执行捕捉函数期间不希望自动阻塞该信号可将 sa_flags 设置为 SA_NODEFER除非 sa_mask 中包含该信号
