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            isware

            linux多線程及信號處理

            linux信號種類

            1、可靠信號和不可靠信號

                  "不可靠信號"
              
                Linux信號機(jī)制基本上是從Unix系統(tǒng)中繼承過來的。早期Unix系統(tǒng)中的信號機(jī)制比較簡單和原始,后來在實(shí)踐中暴露出一些問題,因此,把那些建立在 早期機(jī)制上的信號叫做"不可靠信號",信號值小于SIGRTMIN(Red hat 7.2中,SIGRTMIN=32,SIGRTMAX=63)的信號都是不可靠信號。這就是"不可靠信號"的來源。他的主要問題是:
              
                • 進(jìn)程每次處理信號后,就將對信號的響應(yīng)配置為默認(rèn)動作。在某些情況下,將導(dǎo)致對信號的錯誤處理;因此,用戶假如不希望這樣的操作,那么就要在信號處理函數(shù)結(jié)尾再一次調(diào)用signal(),重新安裝該信號。
              
               • 信號可能丟失,后面將對此周詳闡述。
              
               因此,早期unix下的不可靠信號主要指的是進(jìn)程可能對信號做出錯誤的反應(yīng)連同信號可能丟失。
              
                Linux支持不可靠信號,但是對不可靠信號機(jī)制做了改進(jìn):在調(diào)用完信號處理函數(shù)后,不必重新調(diào)用該信號的安裝函數(shù)(信號安裝函數(shù)是在可靠機(jī)制上的實(shí)現(xiàn))。因此,Linux下的不可靠信號問題主要指的是信號可能丟失。
              
                "可靠信號"
                  隨著時間的發(fā)展,實(shí)踐證實(shí)了有必要對信號的原始機(jī)制加以改進(jìn)和擴(kuò)充。所以,后來出現(xiàn)的各種Unix版本分別在這方面進(jìn)行了研究,力圖實(shí)現(xiàn)"可靠信 號"。由于原來定義的信號已有許多應(yīng)用,不好再做改變,最終只好又新增加了一些信號,并在一開始就把他們定義為可靠信號,這些信號支持排隊(duì),不會丟失。同 時,信號的發(fā)送和安裝也出現(xiàn)了新版本:信號發(fā)送函數(shù)sigqueue()及信號安裝函數(shù)sigaction()。POSIX.4對可靠信號機(jī)制做了標(biāo)準(zhǔn) 化。但是,POSIX只對可靠信號機(jī)制應(yīng)具備的功能連同信號機(jī)制的對外接口做了標(biāo)準(zhǔn)化,對信號機(jī)制的實(shí)現(xiàn)沒有作具體的規(guī)定。
                  信號值位于SIGRTMIN和SIGRTMAX之間的信號都是可靠信號,可靠信號克服了信號可能丟失的問題。Linux在支持新版本的信號安裝 函數(shù)sigation()連同信號發(fā)送函數(shù)sigqueue()的同時,仍然支持早期的signal()信號安裝函數(shù),支持信號發(fā)送函數(shù)kill()。
                  注:不要有這樣的誤解:由sigqueue()發(fā)送、sigaction安裝的信號就是可靠的。事實(shí)上,可靠信號是指后來添加的新信號(信號值 位于SIGRTMIN及SIGRTMAX之間);不可靠信號是信號值小于SIGRTMIN的信號。信號的可靠和不可靠只和信號值有關(guān),和信號的發(fā)送及安裝 函數(shù)無關(guān)。現(xiàn)在linux中的signal()是通過sigation()函數(shù)實(shí)現(xiàn)的,因此,即使通過signal()安裝的信號,在信號處理函數(shù)的結(jié)尾 也不必再調(diào)用一次信號安裝函數(shù)。同時,由signal()安裝的實(shí)時信號支持排隊(duì),同樣不會丟失。
                  對于現(xiàn)在linux的兩個信號安裝函數(shù):signal()及sigaction()來說,他們都不能把SIGRTMIN以前的信號變成可靠信號 (都不支持排隊(duì),仍有可能丟失,仍然是不可靠信號),而且對SIGRTMIN以后的信號都支持排隊(duì)。這兩個函數(shù)的最大區(qū)別在于,經(jīng)過sigaction安 裝的信號都能傳遞信息給信號處理函數(shù)(對任何信號這一點(diǎn)都成立),而經(jīng)過signal安裝的信號卻不能向信號處理函數(shù)傳遞信息。對于信號發(fā)送函數(shù)來說也是 相同的。

            2、實(shí)時信號和非實(shí)時信號

                  早期Unix系統(tǒng)只定義了32種信號,Ret hat7.2支持64種信號,編號0-63(SIGRTMIN=31,SIGRTMAX=63),將來可能進(jìn)一步增加,這需要得到內(nèi)核的支持。前32種信 號已有了預(yù)定義值,每個信號有了確定的用途及含義,并且每種信號都有各自的缺省動作。如按鍵盤的CTRL ^C時,會產(chǎn)生SIGINT信號,對該信號的默認(rèn)反應(yīng)就是進(jìn)程終止。后32個信號表示實(shí)時信號,等同于前面闡述的可靠信號。這確保了發(fā)送的多個實(shí)時信號都 被接收。實(shí)時信號是POSIX標(biāo)準(zhǔn)的一部分,可用于應(yīng)用進(jìn)程。
                  非實(shí)時信號都不支持排隊(duì),都是不可靠信號;實(shí)時信號都支持排隊(duì),都是可靠信號。

            Linux的信號的種類有60多種。可以用kill -l命令查看所有的信號,每個信號的含義如下:

            1) SIGHUP:當(dāng)用戶退出shell時,由該shell啟動的所有進(jìn)程將收到這個信號,默認(rèn)動作為終止進(jìn)程

            2)SIGINT:當(dāng)用戶按下了<Ctrl+C>組合鍵時,用戶終端向正在運(yùn)行中的由該終端啟動的程序發(fā)出此信號。默認(rèn)動作為終止里程。

            3)SIGQUIT:當(dāng)用戶按下<ctrl+\>組合鍵時產(chǎn)生該信號,用戶終端向正在運(yùn)行中的由該終端啟動的程序發(fā)出些信號。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            4)SIGILL:CPU檢測到某進(jìn)程執(zhí)行了非法指令。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程并產(chǎn)生core文件

            5)SIGTRAP:該信號由斷點(diǎn)指令或其他 trap指令產(chǎn)生。默認(rèn)動作為終止里程 并產(chǎn)生core文件。

            6 ) SIGABRT:調(diào)用abort函數(shù)時產(chǎn)生該信號。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程并產(chǎn)生core文件。

            7)SIGBUS:非法訪問內(nèi)存地址,包括內(nèi)存對齊出錯,默認(rèn)動作為終止進(jìn)程并產(chǎn)生core文件。

            8)SIGFPE:在發(fā)生致命的運(yùn)算錯誤時發(fā)出。不僅包括浮點(diǎn)運(yùn)算錯誤,還包括溢出及除數(shù)為0等所有的算法錯誤。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程并產(chǎn)生core文件。

            9)SIGKILL:無條件終止進(jìn)程。本信號不能被忽略,處理和阻塞。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。它向系統(tǒng)管理員提供了可以殺死任何進(jìn)程的方法。

            10)SIGUSE1:用戶定義 的信號。即程序員可以在程序中定義并使用該信號。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            11)SIGSEGV:指示進(jìn)程進(jìn)行了無數(shù)內(nèi)存訪問。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程并產(chǎn)生core文件。

            12)SIGUSR2:這是另外一個用戶自定義信號 ,程序員可以在程序中定義 并使用該信號。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。1

            13)SIGPIPE:Broken pipe向一個沒有讀端的管道寫數(shù)據(jù)。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            14 ) SIGALRM:定時器超時,超時的時間 由系統(tǒng)調(diào)用alarm設(shè)置。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            15)SIGTERM:程序結(jié)束信號,與SIGKILL不同的是,該信號可以被阻塞和終止。通常用來要示程序正常退出。執(zhí)行shell命令Kill時,缺省產(chǎn)生這個信號。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            16)SIGCHLD:子進(jìn)程結(jié)束時,父進(jìn)程會收到這個信號。默認(rèn)動作為忽略這個信號。

            17)SIGCONT:停止進(jìn)程的執(zhí)行。信號不能被忽略,處理和阻塞。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            18)SIGTTIN:停止進(jìn)程的運(yùn)行,但該信號可以被處理和忽略。按下<ctrl+z>組合鍵發(fā)出災(zāi)個信號。默認(rèn)動作為暫停進(jìn)程。

            19)SIGTSTP:停止進(jìn)程的運(yùn)行,可該信號可以被處理可忽略。按下<ctrl+z>組合鍵時發(fā)出這個信號。默認(rèn)動作為暫停進(jìn)程。

            21)SIGTTOU:該信號類似于SIGTTIN,在后臺進(jìn)程要向終端輸出數(shù)據(jù)時發(fā)生。默認(rèn)動作為暫停進(jìn)程。

            22)SIGURG:套接字上有緊急數(shù)據(jù)時,向當(dāng)前正在運(yùn)行的進(jìn)程發(fā)出些信號,報告有緊急數(shù)據(jù)到達(dá)。默認(rèn)動作為忽略該信號。

            23)SIGXFSZ:進(jìn)程執(zhí)行時間超過了分配給該進(jìn)程的CPU時間 ,系統(tǒng)產(chǎn)生該信號并發(fā)送給該進(jìn)程。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            24)SIGXFSZ:超過文件的最大長度設(shè)置。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            25)SIGVTALRM:虛擬時鐘超時時產(chǎn)生該信號。類似于SIGALRM,但是該信號只計(jì)算該進(jìn)程占用CPU的使用時間。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            26)SGIPROF:類似于SIGVTALRM,它不公包括該進(jìn)程占用CPU時間還包括執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時間。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            27)SIGWINCH:窗口變化大小時發(fā)出。默認(rèn)動作為忽略該信號。

            28)SIGIO:此信號向進(jìn)程指示發(fā)出了一個異步IO事件。默認(rèn)動作為忽略。

            29)SIGPWR:關(guān)機(jī)。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程。

            30)SIGSYS:無效的系統(tǒng)調(diào)用。默認(rèn)動作為終止進(jìn)程并產(chǎn)生core文件。

            31)SIGRTMIN~(64)SIGRTMAX:LINUX的實(shí)時信號,它們沒有固定的含義(可以由用戶自定義)。所有的實(shí)時信號的默認(rèn)動作都為終止進(jìn)程。


            進(jìn)程對信號的響應(yīng)

             

               進(jìn)程能夠通過三種方式來響應(yīng)一個信號:(1)忽略信號,即對信號不做任何處理,其中,有兩個信號不能忽略:SIGKILL及SIGSTOP; (2)捕獲信號。定義信號處理函數(shù),當(dāng)信號發(fā)生時,執(zhí)行相應(yīng)的處理函數(shù);(3)執(zhí)行缺省操作,Linux對每種信號都規(guī)定了默認(rèn)操作,周詳情況請參考 [2]連同其他資料。注意,進(jìn)程對實(shí)時信號的缺省反應(yīng)是進(jìn)程終止。
               Linux究竟采用上述三種方式的哪一個來響應(yīng)信號,取決于傳遞給相應(yīng)API函數(shù)的參數(shù)。

            信號的發(fā)送


            發(fā)送信號的主要函數(shù)有:kill()、raise()、 sigqueue()、alarm()、setitimer()連同abort()。
            1、kill()
            #include
            #include
            int kill(pid_t pid,int signo)
            參數(shù)pid的值 信號的接收進(jìn)程
            pid>0 進(jìn)程ID為pid的進(jìn)程
            pid=0 同一個進(jìn)程組的進(jìn)程
            pid<0 pid!=-1 進(jìn)程組ID為 -pid的任何進(jìn)程
            pid=-1 除發(fā)送進(jìn)程自身外,任何進(jìn)程ID大于1的進(jìn)程
            Sinno是信號值,當(dāng)為0時(即空信號),實(shí)際不發(fā)送任何信號,但照常進(jìn)行錯誤檢查,因此,可用于檢查目標(biāo)進(jìn)程是否存在,連同當(dāng)前進(jìn)程是否具備 向目標(biāo)發(fā)送信號的權(quán)限(root權(quán)限的進(jìn)程能夠向任何進(jìn)程發(fā)送信號,非root權(quán)限的進(jìn)程只能向?qū)儆谕粋€session或同一個用戶的進(jìn)程發(fā)送信 號)。
            Kill()最常用于pid>0時的信號發(fā)送,調(diào)用成功返回 0; 否則,返回 -1。注:對于pid<0時的情況,對于哪些進(jìn)程將接受信號,各種版本說法不一,其實(shí)很簡單,參閱內(nèi)核源碼kernal/signal.c即可,上 表中的規(guī)則是參考red hat 7.2。
            2、raise()
            #include
            int raise(int signo)
            3、sigqueue()
            #include
            #include
            int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval val)
            調(diào)用成功返回 0;否則,返回 -1。
            sigqueue()是比較新的發(fā)送信號系統(tǒng)調(diào)用,主要是針對實(shí)時信號提出的(當(dāng)然也支持前32種),支持信號帶有參數(shù),和函數(shù)sigaction()配合使用。
            sigqueue的第一個參數(shù)是指定接收信號的進(jìn)程ID,第二個參數(shù)確定即將發(fā)送的信號,第三個參數(shù)是個聯(lián)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)union sigval,指定了信號傳遞的參數(shù),即通常所說的4字節(jié)值。
            typedef union sigval {
            int sival_int;
            void *sival_ptr;
            }sigval_t;
            sigqueue()比kill()傳遞了更多的附加信息,但sigqueue()只能向一個進(jìn)程發(fā)送信號,而不能發(fā)送信號給一個進(jìn)程組。假如 signo=0,將會執(zhí)行錯誤檢查,但實(shí)際上不發(fā)送任何信號,0值信號可用于檢查pid的有效性連同當(dāng)前進(jìn)程是否有權(quán)限向目標(biāo)進(jìn)程發(fā)送信號。
            在調(diào)用sigqueue時,sigval_t指定的信息會拷貝到3參數(shù)信號處理函數(shù)(3參數(shù)信號處理函數(shù)指的是信號處理函數(shù)由 sigaction安裝,并設(shè)定了sa_sigaction指針,稍后將闡述)的siginfo_t結(jié)構(gòu)中,這樣信號處理函數(shù)就能夠處理這些信息了。由于 sigqueue系統(tǒng)調(diào)用支持發(fā)送帶參數(shù)信號,所以比kill()系統(tǒng)調(diào)用的功能要靈活和強(qiáng)大得多。
            注:sigqueue()發(fā)送非實(shí)時信號時,第三個參數(shù)包含的信息仍然能夠傳遞給信號處理函數(shù); sigqueue()發(fā)送非實(shí)時信號時,仍然不支持排隊(duì),即在信號處理函數(shù)執(zhí)行過程中到來的任何相同信號,都被合并為一個信號。
            4、alarm()
            #include
            unsigned int alarm(unsigned int seconds)
            專門為SIGALRM信號而設(shè),在指定的時間seconds秒后,將向進(jìn)程本身發(fā)送SIGALRM信號,又稱為鬧鐘時間。進(jìn)程調(diào)用alarm后,任何以前的alarm()調(diào)用都將無效。假如參數(shù)seconds為零,那么進(jìn)程內(nèi)將不再包含任何鬧鐘時間。
            5、setitimer()
            #include
            int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue));
            setitimer()比alarm功能強(qiáng)大,支持3種類型的定時器:
            • ITIMER_REAL: 設(shè)定絕對時間;經(jīng)過指定的時間后,內(nèi)核將發(fā)送SIGALRM信號給本進(jìn)程;
            • ITIMER_VIRTUAL 設(shè)定程式執(zhí)行時間;經(jīng)過指定的時間后,內(nèi)核將發(fā)送SIGVTALRM信號給本進(jìn)程;
            • ITIMER_PROF 設(shè)定進(jìn)程執(zhí)行連同內(nèi)核因本進(jìn)程而消耗的時間和,經(jīng)過指定的時間后,內(nèi)核將發(fā)送ITIMER_VIRTUAL信號給本進(jìn)程;
            Setitimer()第一個參數(shù)which指定定時器類型(上面三種之一);第二個參數(shù)是結(jié)構(gòu)itimerval的一個實(shí)例,結(jié)構(gòu)itimerval形式見附錄1。第三個參數(shù)可不做處理。
            Setitimer()調(diào)用成功返回0,否則返回-1。
            6、abort()
            #include
            void abort(void);
            向進(jìn)程發(fā)送SIGABORT信號,默認(rèn)情況下進(jìn)程會異常退出,當(dāng)然可定義自己的信號處理函數(shù)。即使SIGABORT被進(jìn)程配置為阻塞信號,調(diào)用abort()后,SIGABORT仍然能被進(jìn)程接收。該函數(shù)無返回值。

            信號安裝

            假如進(jìn)程要處理某一信號,那么就要在進(jìn)程中安裝該信號。安裝信號主要用來確定信號值及進(jìn)程針對該信號值的動作之間的映射關(guān)系,即進(jìn)程將要處理哪個信號;該信號被傳遞給進(jìn)程時,將執(zhí)行何種操作。
            linux主要有兩個函數(shù)實(shí)現(xiàn)信號的安裝:signal()、sigaction()。其中signal()在可靠信號系統(tǒng)調(diào)用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn), 是庫函數(shù)。他只有兩個參數(shù),不支持信號傳遞信息,主要是用于前32種非實(shí)時信號的安裝;而sigaction()是較新的函數(shù)(由兩個系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn): sys_signal連同sys_rt_sigaction),有三個參數(shù),支持信號傳遞信息,主要用來和 sigqueue() 系統(tǒng)調(diào)用配合使用,當(dāng)然,sigaction()同樣支持非實(shí)時信號的安裝。sigaction()優(yōu)于signal()主要體現(xiàn)在支持信號帶有參數(shù)。
            1、signal()
            #include
            void (*signal(int signum, void (*handler))(int)))(int);
            假如該函數(shù)原型不容易理解的話,能夠參考下面的分解方式來理解:
            typedef void (*sighandler_t)(int);
            sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler));
            第一個參數(shù)指定信號的值,第二個參數(shù)指定針對前面信號值的處理,能夠忽略該信號(參數(shù)設(shè)為SIG_IGN);能夠采用系統(tǒng)默認(rèn)方式處理信號(參數(shù)設(shè)為SIG_DFL);也能夠自己實(shí)現(xiàn)處理方式(參數(shù)指定一個函數(shù)地址)。
            假如signal()調(diào)用成功,返回最后一次為安裝信號signum而調(diào)用signal()時的handler值;失敗則返回SIG_ERR。
            2、sigaction()
            #include
            int sigaction(int signum,const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact));
            sigaction函數(shù)用于改變進(jìn)程接收到特定信號后的行為。該函數(shù)的第一個參數(shù)為信號的值,能夠?yàn)槌齋IGKILL及SIGSTOP外的任何一 個特定有效的信號(為這兩個信號定義自己的處理函數(shù),將導(dǎo)致信號安裝錯誤)。第二個參數(shù)是指向結(jié)構(gòu)sigaction的一個實(shí)例的指針,在結(jié)構(gòu) sigaction的實(shí)例中,指定了對特定信號的處理,能夠?yàn)榭眨M(jìn)程會以缺省方式對信號處理;第三個參數(shù)oldact指向的對象用來保存原來對相應(yīng)信號 的處理,可指定oldact為NULL。假如把第二、第三個參數(shù)都設(shè)為NULL,那么該函數(shù)可用于檢查信號的有效性。
            第二個參數(shù)最為重要,其中包含了對指定信號的處理、信號所傳遞的信息、信號處理函數(shù)執(zhí)行過程中應(yīng)屏蔽掉哪些函數(shù)等等。
            sigaction結(jié)構(gòu)定義如下:

            struct sigaction {
            union{
            __sighandler_t _sa_handler;
            void (*_sa_sigaction)(int,struct siginfo *, void *);
            }_u
            sigset_t sa_mask;
            unsigned long sa_flags;
            void (*sa_restorer)(void);
            }

            其中,sa_restorer,已過時,POSIX不支持他,不應(yīng)再被使用。
            1、聯(lián)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的兩個元素_sa_handler連同*_sa_sigaction指定信號關(guān)聯(lián)函數(shù),即用戶指定的信號處理函數(shù)。除了能夠是用戶自定義的處理函數(shù)外,還能夠?yàn)镾IG_DFL(采用缺省的處理方式),也能夠?yàn)镾IG_IGN(忽略信號)。
            2、由_sa_handler指定的處理函數(shù)只有一個參數(shù),即信號值,所以信號不能傳遞除信號值之外的任何信息;由_sa_sigaction是 指定的信號處理函數(shù)帶有三個參數(shù),是為實(shí)時信號而設(shè)的(當(dāng)然同樣支持非實(shí)時信號),他指定一個3參數(shù)信號處理函數(shù)。第一個參數(shù)為信號值,第三個參數(shù)沒有使 用(posix沒有規(guī)范使用該參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)),第二個參數(shù)是指向siginfo_t結(jié)構(gòu)的指針,結(jié)構(gòu)中包含信號攜帶的數(shù)據(jù)值,參數(shù)所指向的結(jié)構(gòu)如下:

            siginfo_t {
            int si_signo; /* 信號值,對任何信號有意義*/
            int si_errno; /* errno值,對任何信號有意義*/
            int si_code; /* 信號產(chǎn)生的原因,對任何信號有意義*/
            union{ /* 聯(lián)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),不同成員適應(yīng)不同信號 */
            //確保分配足夠大的存儲空間
            int _pad[SI_PAD_SIZE];
            //對SIGKILL有意義的結(jié)構(gòu)
            struct{
            ...
            }...

            ... ...
            ... ...
            //對SIGILL, SIGFPE, SIGSEGV, SIGBUS有意義的結(jié)構(gòu)
            struct{
            ...
            }...
            ... ...
            }
            }

            注:為了更便于閱讀,在說明問題時常把該結(jié)構(gòu)表示為附錄2所表示的形式。
            siginfo_t結(jié)構(gòu)中的聯(lián)合數(shù)據(jù)成員確保該結(jié)構(gòu)適應(yīng)任何的信號,比如對于實(shí)時信號來說,則實(shí)際采用下面的結(jié)構(gòu)形式:

            typedef struct {
            int si_signo;
            int si_errno;
            int si_code;
            union sigval si_value;
            } siginfo_t;

            結(jié)構(gòu)的第四個域同樣為一個聯(lián)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):

            union sigval {
            int sival_int;
            void *sival_ptr;
            }
            采用聯(lián)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),說明siginfo_t結(jié)構(gòu)中的si_value要么持有一個4字節(jié)的整數(shù)值,要么持有一個指針,這就構(gòu)成了和信號相關(guān)的數(shù) 據(jù)。在信號的處理函數(shù)中,包含這樣的信號相關(guān)數(shù)據(jù)指針,但沒有規(guī)定具體如何對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,操作方法應(yīng)該由程式研發(fā)人員根據(jù)具體任務(wù)事先約定。
            前面在討論系統(tǒng)調(diào)用sigqueue發(fā)送信號時,sigqueue的第三個參數(shù)就是sigval聯(lián)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),當(dāng)調(diào)用sigqueue時,該數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)就將拷貝到信號處理函數(shù)的第二個參數(shù)中。這樣,在發(fā)送信號同時,就能夠讓信號傳遞一些附加信息。信號能夠傳遞信息對程式研發(fā)是很有意義 的。
            信號參數(shù)的傳遞過程可圖示如下:

            3、sa_mask指定在信號處理程式執(zhí)行過程中,哪些信號應(yīng)當(dāng)被阻塞。缺省情況下當(dāng)前信號本身被阻塞,防止信號的嵌套發(fā)送,除非指定SA_NODEFER或SA_NOMASK標(biāo)志位。
            注:請注意sa_mask指定的信號阻塞的前提條件,是在由sigaction()安裝信號的處理函數(shù)執(zhí)行過程中由sa_mask指定的信號才被阻塞。
            4、sa_flags中包含了許多標(biāo)志位,包括剛剛提到的SA_NODEFER及SA_NOMASK標(biāo)志位。另一個比較重要的標(biāo)志位是 SA_SIGINFO,當(dāng)設(shè)定了該標(biāo)志位時,表示信號附帶的參數(shù)能夠被傳遞到信號處理函數(shù)中,因此,應(yīng)該為sigaction結(jié)構(gòu)中的 sa_sigaction指定處理函數(shù),而不應(yīng)該為sa_handler指定信號處理函數(shù),否則,配置該標(biāo)志變得毫無意義。即使為 sa_sigaction指定了信號處理函數(shù),假如不配置SA_SIGINFO,信號處理函數(shù)同樣不能得到信號傳遞過來的數(shù)據(jù),在信號處理函數(shù)中對這些信 息的訪問都將導(dǎo)致段錯誤(Segmentation fault)。
            注:很多文獻(xiàn)在闡述該標(biāo)志位時都認(rèn)為,假如配置了該標(biāo)志位,就必須定義三參數(shù)信號處理函數(shù)。實(shí)際不是這樣的,驗(yàn)證方法很簡單:自己實(shí)現(xiàn)一個單一 參數(shù)信號處理函數(shù),并在程式中配置該標(biāo)志位,能夠察看程式的運(yùn)行結(jié)果。實(shí)際上,能夠把該標(biāo)志位看成信號是否傳遞參數(shù)的開關(guān),假如配置該位,則傳遞參數(shù);否 則,不傳遞參數(shù)。

            Linux信號阻塞和信號未決

            1. 信號掩碼——被阻塞的信號集
              每個進(jìn)程都有一個用來描述哪些信號傳送來將被阻塞的信號集,如果某種信號在某個進(jìn)程的阻塞信號集中,則傳送到該進(jìn)程的此種信號將會被阻塞。當(dāng)前被進(jìn)程阻塞的信號集也叫信號掩碼,類型為sigset_t。每個進(jìn)程都有自己 的信號掩碼,且創(chuàng)建子進(jìn)程時,子進(jìn)程會繼承父進(jìn)程的信號掩碼。
            2. 信號阻塞和忽略的區(qū)別
              阻塞的概念與忽略信號是不同的:操作系統(tǒng)在信號被進(jìn)程解除阻塞之前不會將信號傳遞出去,被阻塞的信號也不會影響進(jìn)程的行為,信號只是暫時被阻止傳遞;當(dāng)進(jìn)程忽略一個信號時,信號會被傳遞出去,但進(jìn)程將信號丟棄。
            3. 信號集的操作
              信號集可以由以下幾個函數(shù)操作:
              int sigemptyset(sigset_t *set); //清空信號集
              int sigfillset(sigset_t *set); //將所有信號填充進(jìn)set中
              int sigaddset(sigset_t *set, int signum); //往set中添加信號signum
              int sigdelset(sigset_t *set, int signum); //從set中移除信號signum
              int sigismember(const sigset_t *set, int signum); //判斷signnum是不是包含在set中,在返回1,不在返回0
              初始化往往可以用sigemptyset()將信號集清空,再用sigaddset()向信號集中添加信號;或者可以使用sigfillset()將所有信號添加到信號集,再用sigdelset()將某信號從中刪除掉。
            4. sigprocmask()介紹
              可以使用函數(shù)sigprocmask()來檢查或者修改進(jìn)程的信號掩碼。函數(shù)信息如下:
              #include <signal.h>
              int sigprocmask ( int how, const sigset_t *restrict set,
              sigset_t *restrict old );
              參數(shù)how 是一個整數(shù),說明信號掩碼的修改方式:
              SIG_BLOCK --- 將set指向的信號集中的信號添加到當(dāng)前阻塞信號集中;
              SIG_UNBLOCK --- 從當(dāng)前阻塞信號集中移除set指向的信號集中的信號;
              SIG_SETMASK --- 指定set所指向的信號集為當(dāng)前阻塞信號集。
              此外,如果參數(shù)set 為NULL, 說明不需要修改,如果old 為NULL,sigprocmask會將修改之前的信號集放在*old 之中返回。
            5.sigaction()回顧
              在前面有用過sigaction()函數(shù):
              include <signal.h>
              int sigaction(int signum,const struct sigaction *act,
              const struct sigaction *oldact);
              該函數(shù)是用于注冊一個信號處理函數(shù)。參數(shù)結(jié)構(gòu)體sigaction與函數(shù)同名,具體信息如下:
              struct sigaction {
              void (*sa_handler)(int); //老類型的信號處理函數(shù)指針
              void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);//新類型的信號處理函數(shù)指針
              sigset_t sa_mask; //將要被阻塞的信號集合
              int sa_flags; //信號處理方式掩碼
              void (*sa_restorer)(void); //保留
              }
              5.1 sa_handler:一個函數(shù)指針,用于指向原型為void handler(int)的信號處理函數(shù)地址(老類型的信號處理函數(shù));
              5.2 sa_sigaction:也是一個函數(shù)指針,用于指向原型為:
              void handler(int (新類型的信號處理函數(shù));
              三個參數(shù)的含義為:
              iSignNum:傳入的信號
              pSignInfo:與該信號相關(guān)的一些信息,它是個結(jié)構(gòu)體
              pReserved:保留,現(xiàn)沒用
               5.3 sa_handler和sa_sigaction只應(yīng)該有一個生效,如果想采用老的信號處理機(jī)制,就應(yīng)該讓sa_handler指向正確的信號處理函數(shù); 否則應(yīng)該讓sa_sigaction指向正確的信號處理函數(shù),并且讓字段sa_flags包含SA_SIGINFO選項(xiàng)。
              5.4 sa_mask是一個包含信號集合的結(jié)構(gòu)體,該結(jié)構(gòu)體內(nèi)的信號表示在進(jìn)行信號處理時,將要被阻塞的信號。該信號集可以用前面標(biāo)題3提到的5個函數(shù)來進(jìn)行操作。
              5.5 字段sa_flags是一組掩碼的合成值,指示信號處理時所應(yīng)該采取的一些行為,各掩碼的含義為:
              (1)SA_RESETHAND ---處理完畢要捕捉的信號后,將自動撤消信號處理函數(shù)的注冊,即必須再重新注冊信號處理函數(shù),才能繼續(xù)處理接下來產(chǎn)生的信號。
              (2)SA_NODEFER ---在處理信號時,如果又發(fā)生了其它的信號,則立即進(jìn)入其它信號的處理,等其它信號處理完畢后,再繼續(xù)處理當(dāng)前的信號,即遞規(guī)地處理。如果sa_flags包含了該掩碼,則結(jié)構(gòu)體sigaction的sa_mask將無效;
              (3)SA_RESTART--- 如果在發(fā)生信號時,程序正阻塞在某個系統(tǒng)調(diào)用,例如調(diào)用read()函數(shù),則在處理完畢信號后,接著從阻塞的系統(tǒng)返回。該掩碼符合普通的程序處理流程,所以一般來說,應(yīng)該設(shè)置該掩碼,否則信號處理完后,阻塞的系統(tǒng)調(diào)用將會返回失敗;
              (4)SA_SIGINFO ---指示結(jié)構(gòu)體的信號處理函數(shù)指針是哪個有效,如果sa_flags包含該掩碼,則sa_sigactiion指針有效,否則是sa_handler指針有效。
              需要注意的是:
               函數(shù)sigprocmask是全程阻塞,在sigprocmask中設(shè)置了阻塞集合后,被阻塞的信號將不能再被信號處理函數(shù)捕捉,直到重新設(shè)置阻塞信號 集合。而在sigaction()注冊信號處理函數(shù)時,選擇阻塞的信號集只是在處理捕捉的信號時,才對指定的其他信號進(jìn)行阻塞。
            6、信號未決
            sigpending(sigset_t *set))獲得當(dāng)前已遞送到進(jìn)程,卻被阻塞的任何信號,在set指向的信號集中返回結(jié)果。
            sigsuspend(const sigset_t *mask))用于在接收到某個信號之前, 臨時用mask替換進(jìn)程的信號掩碼, 并暫停進(jìn)程執(zhí)行,直到收到信號為止。sigsuspend 返回后將恢復(fù)調(diào)用之前的信號掩碼。信號處理函數(shù)完成后,進(jìn)程將繼續(xù)執(zhí)行。該系統(tǒng)調(diào)用始終返回-1,并將errno配置為EINTR。

            計(jì)時器與信號

            睡眠函數(shù)
            Linux下有兩個睡眠函數(shù),原型為:
            #include <unistd.h>
               unsigned int sleep(unsigned int seconds);
               void usleep(unsigned long usec);
            函數(shù)sleep讓進(jìn)程睡眠seconds秒,函數(shù)usleep讓進(jìn)程睡眠usec毫秒。
            sleep睡眠函數(shù)內(nèi)部是用信號機(jī)制進(jìn)行處理的,用到的函數(shù)有:
               #include <unistd.h>
               unsigned int alarm(unsigned int seconds); //告知自身進(jìn)程,要進(jìn)程在seconds秒后自動產(chǎn)生一個//SIGALRM的信號,
               int pause(void);                       //將自身進(jìn)程掛起,直到有信號發(fā)生時才從pause返回

            示例:模擬睡眠3秒:
            #include <signal.h>
            #include <stdio.h>
            #include <unistd.h>

            void SignHandler(int iSignNo)
            {
                printf("signal:%d\n",iSignNo);
            }

            int main()
            {
                signal(SIGALRM,SignHandler);
                alarm(3);
                printf("Before pause().\n");
                pause();
                printf("After pause().\n");
                return 0;
            }
            注意:因?yàn)閟leep在內(nèi)部是用alarm實(shí)現(xiàn)的,所以在程序中最好不要sleep與alarm混用,以免造成混亂。

            時鐘處理
            Linux為每個進(jìn)程維護(hù)3個計(jì)時器,分別是真實(shí)計(jì)時器、虛擬計(jì)時器和實(shí)用計(jì)時器。
            真實(shí)計(jì)時器計(jì)算的是程序運(yùn)行的實(shí)際時間;
            虛擬計(jì)時器計(jì)算的是程序運(yùn)行在用戶態(tài)時所消耗的時間(可認(rèn)為是實(shí)際時間減掉(系統(tǒng)調(diào)用和程序睡眠所消耗)的時間);
            實(shí)用計(jì)時器計(jì)算的是程序處于用戶態(tài)和處于內(nèi)核態(tài)所消耗的時間之和。
            例如:有一程序運(yùn)行,在用戶態(tài)運(yùn)行了5秒,在內(nèi)核態(tài)運(yùn)行了6秒,還睡眠了7秒,則真實(shí)計(jì)算器計(jì)算的結(jié)果是18秒,虛擬計(jì)時器計(jì)算的是5秒,實(shí)用計(jì)時器計(jì)算的是11秒。
            用指定的初始間隔和重復(fù)間隔時間為進(jìn)程設(shè)定好一個計(jì)時器后,該計(jì)時器就會定時地向進(jìn)程發(fā)送時鐘信號。3個計(jì)時器發(fā)送的時鐘信號分別為:SIGALRM,SIGVTALRM和SIGPROF。
            用到的函數(shù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):
            #include <sys/time.h>

            //獲取計(jì)時器的設(shè)置
            //which指定哪個計(jì)時器,可選項(xiàng)為ITIMER_REAL(真實(shí)計(jì)時器)、ITIMER_VITUAL(虛擬計(jì)時器、ITIMER_PROF(實(shí)用計(jì)時器))
            //value為一結(jié)構(gòu)體的傳出參數(shù),用于傳出該計(jì)時器的初始間隔時間和重復(fù)間隔時間
            //如果成功,返回0,否則-1
            int getitimer(int which, struct itimerval *value);

            //設(shè)置計(jì)時器
            //which指定哪個計(jì)時器,可選項(xiàng)為ITIMER_REAL(真實(shí)計(jì)時器)、ITIMER_VITUAL(虛擬計(jì)時器、ITIMER_PROF(實(shí)用計(jì)時器))
            //value為一結(jié)構(gòu)體的傳入?yún)?shù),指定該計(jì)時器的初始間隔時間和重復(fù)間隔時間
            //ovalue為一結(jié)構(gòu)體傳出參數(shù),用于傳出以前的計(jì)時器時間設(shè)置。
            //如果成功,返回0,否則-1
            int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimer val *ovalue);

            struct itimerval {
            struct timeval it_interval; /* next value */   //重復(fù)間隔
            struct timeval it_value;    /* current value */ //初始間隔
            };
            struct timeval {
            long tv_sec;                /* seconds */    //時間的秒數(shù)部分
            long tv_usec;               /* microseconds */     //時間的微秒部分
            };

            示例:啟用真實(shí)計(jì)時器的進(jìn)行時鐘處理
            #include <stdio.h>
            #include <unistd.h>
            #include <signal.h>
            #include <sys/time.h>

            void TimeInt2Obj(int imSecond,timeval *ptVal)
            {
                ptVal->tv_sec=imSecond/1000;
                ptVal->tv_usec=(imSecond%1000)*1000;
            }

            void SignHandler(int SignNo)
            {
                printf("Clock\n");
            }

            int main()
            {
                signal(SIGALRM,SignHandler);
                itimerval tval;
                TimeInt2Obj(1,&tval.it_value);   //設(shè)初始間隔為1毫秒,注意不要為0
                TimeInt2Obj(1500,&tval.it_interval); //設(shè)置以后的重復(fù)間隔為1500毫秒
                setitimer(ITIMER_REAL,&tval,NULL);
                while(getchar()!=EOF);
                return 0;
            }


            信號生命周期

            從信號發(fā)送到信號處理函數(shù)的執(zhí)行完畢
            對于一個完整的信號生命周期(從信號發(fā)送到相應(yīng)的處理函數(shù)執(zhí)行完畢)來說,能夠分為三個重要的階段,這三個階段由四個重要事件來刻畫:信號誕生;信號在進(jìn)程中注冊完畢;信號在進(jìn)程中的注銷完畢;信號處理函數(shù)執(zhí)行完畢。相鄰兩個事件的時間間隔構(gòu)成信號生命周期的一個階段。

            下面闡述四個事件的實(shí)際意義:
            1. 信號"誕生"。信號的誕生指的是觸發(fā)信號的事件發(fā)生(如檢測到硬件異常、定時器超時連同調(diào)用信號發(fā)送函數(shù)kill()或sigqueue()等)。
            2. 信號在目標(biāo)進(jìn)程中"注冊";進(jìn)程的task_struct結(jié)構(gòu)中有關(guān)于本進(jìn)程中未決信號的數(shù)據(jù)成員:
            3. struct sigpending pending:
            4. struct sigpending{
            5. struct sigqueue *head, **tail;
            6. sigset_t signal;
            7. };
            第三個成員是進(jìn)程中任何未決信號集,第一、第二個成員分別指向一個sigqueue類型的結(jié)構(gòu)鏈(稱之為"未決信號信息鏈")的首尾,信息鏈中的每個sigqueue結(jié)構(gòu)刻畫一個特定信號所攜帶的信息,并指向下一個sigqueue結(jié)構(gòu):
            struct sigqueue{
            struct sigqueue *next;
            siginfo_t info;
            }
            信號在進(jìn)程中注冊指的就是信號值加入到進(jìn)程的未決信號集中(sigpending結(jié)構(gòu)的第二個成員sigset_t signal),并且信號所攜帶的信息被保留到未決信號信息鏈的某個sigqueue結(jié)構(gòu)中。只要信號在進(jìn)程的未決信號集中,表明進(jìn)程已知道這些信號的 存在,但還沒來得及處理,或該信號被進(jìn)程阻塞。
            注:
            當(dāng)一個實(shí)時信號發(fā)送給一個進(jìn)程時,不管該信號是否已在進(jìn)程中注冊,都會被再注冊一次,因此,信號不會丟失,因此,實(shí)時信號又叫做"可靠信號"。這意味著 同一個實(shí)時信號能夠在同一個進(jìn)程的未決信號信息鏈中占有多個sigqueue結(jié)構(gòu)(進(jìn)程每收到一個實(shí)時信號,都會為他分配一個結(jié)構(gòu)來登記該信號信息,并把 該結(jié)構(gòu)添加在未決信號鏈尾,即任何誕生的實(shí)時信號都會在目標(biāo)進(jìn)程中注冊);
            當(dāng)一個非實(shí)時信號發(fā)送給一個進(jìn)程時,假如該信號已在進(jìn)程中注冊,則該信號將被丟棄,造成信號丟失。因此,非實(shí)時信號又叫做"不可靠信號"。這 意味著同一個非實(shí)時信號在進(jìn)程的未決信號信息鏈中,至多占有一個sigqueue結(jié)構(gòu)(一個非實(shí)時信號誕生后,(1)、假如發(fā)現(xiàn)相同的信號已在目標(biāo)結(jié)構(gòu) 中注冊,則不再注冊,對于進(jìn)程來說,相當(dāng)于不知道本次信號發(fā)生,信號丟失;(2)、假如進(jìn)程的未決信號中沒有相同信號,則在進(jìn)程中注冊自己)。
            8. 信號在進(jìn)程中的注銷。在目標(biāo)進(jìn)程執(zhí)行過程中,會檢測是否有信號等待處理(每次從系統(tǒng)空間返回到用戶空間時都做這樣的檢查)。假如存在未決信號等待處理且該 信號沒有被進(jìn)程阻塞,則在運(yùn)行相應(yīng)的信號處理函數(shù)前,進(jìn)程會把信號在未決信號鏈中占有的結(jié)構(gòu)卸掉。是否將信號從進(jìn)程未決信號集中刪除對于實(shí)時和非實(shí)時信號 是不同的。對于非實(shí)時信號來說,由于在未決信號信息鏈中最多只占用一個sigqueue結(jié)構(gòu),因此該結(jié)構(gòu)被釋放后,應(yīng)該把信號在進(jìn)程未決信號集中刪除(信 號注銷完畢);而對于實(shí)時信號來說,可能在未決信號信息鏈中占用多個sigqueue結(jié)構(gòu),因此應(yīng)該針對占用sigqueue結(jié)構(gòu)的數(shù)目區(qū)別對待:假如只 占用一個sigqueue結(jié)構(gòu)(進(jìn)程只收到該信號一次),則應(yīng)該把信號在進(jìn)程的未決信號集中刪除(信號注銷完畢)。否則,不應(yīng)該在進(jìn)程的未決信號集中刪除 該信號(信號注銷完畢)。
            進(jìn)程在執(zhí)行信號相應(yīng)處理函數(shù)之前,首先要把信號在進(jìn)程中注銷。
            9. 信號生命終止。進(jìn)程注銷信號后,立即執(zhí)行相應(yīng)的信號處理函數(shù),執(zhí)行完畢后,信號的本次發(fā)送對進(jìn)程的影響完全結(jié)束。
            注:
            1)信號注冊和否,和發(fā)送信號的函數(shù)(如kill()或sigqueue()等)連同信號安裝函數(shù)(signal()及sigaction()) 無關(guān),只和信號值有關(guān)(信號值小于SIGRTMIN的信號最多只注冊一次,信號值在SIGRTMIN及SIGRTMAX之間的信號,只要被進(jìn)程接收到就被 注冊)。
            2)在信號被注銷到相應(yīng)的信號處理函數(shù)執(zhí)行完畢這段時間內(nèi),假如進(jìn)程又收到同一信號多次,則對實(shí)時信號來說,每一次都會在進(jìn)程中注冊;而對于非實(shí)時信號來說,無論收到多少次信號,都會視為只收到一個信號,只在進(jìn)程中注冊一次。
            信號編程注意事項(xiàng)

            1. 防止不該丟失的信號丟失。假如對八中所提到的信號生命周期理解深刻的話,很容易知道信號會不會丟失,連同在哪里丟失。
            2. 程式的可移植性
            考慮到程式的可移植性,應(yīng)該盡量采用POSIX信號函數(shù),POSIX信號函數(shù)主要分為兩類:
            o POSIX 1003.1信號函數(shù): Kill()、sigaction()、sigaddset()、sigdelset()、sigemptyset()、sigfillset()、 sigismember()、sigpending()、sigprocmask()、sigsuspend()。
            o POSIX 1003.1b信號函數(shù)。POSIX 1003.1b在信號的實(shí)時性方面對POSIX 1003.1做了擴(kuò)展,包括以下三個函數(shù): sigqueue()、sigtimedwait()、sigwaitinfo()。其中,sigqueue主要針對信號發(fā)送,而 sigtimedwait及sigwaitinfo()主要用于取代sigsuspend()函數(shù),后面有相應(yīng)實(shí)例。
            o #include
            o int sigwaitinfo(sigset_t *set, siginfo_t *info).
            該函數(shù)和sigsuspend()類似,阻塞一個進(jìn)程直到特定信號發(fā)生,但信號到來時不執(zhí)行信號處理函數(shù),而是返回信號值。因此為了避免執(zhí)行相應(yīng)的信號處理函數(shù),必須在調(diào)用該函數(shù)前,使進(jìn)程屏蔽掉set指向的信號,因此調(diào)用該函數(shù)的典型代碼是:
            sigset_t newmask;
            int rcvd_sig;
            siginfo_t info;

            sigemptyset(&newmask);
            sigaddset(&newmask, SIGRTMIN);
            sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, NULL);
            rcvd_sig = sigwaitinfo(&newmask, &info)
            if (rcvd_sig == -1) {
            ..
            }
            調(diào)用成功返回信號值,否則返回-1。sigtimedwait()功能相似,只但是增加了一個進(jìn)程等待的時間。
            3. 程式的穩(wěn)定性。
            為了增強(qiáng)程式的穩(wěn)定性,在信號處理函數(shù)中應(yīng)使用可重入函數(shù)。
            信號處理程式中應(yīng)當(dāng)使用可再入(可重入)函數(shù)(注:所謂可重入函數(shù)是指一個能夠被多個任務(wù)調(diào)用的過程,任務(wù)在調(diào)用時不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)是否會出錯)。因?yàn)檫M(jìn)程在 收到信號后,就將跳轉(zhuǎn)到信號處理函數(shù)去接著執(zhí)行。假如信號處理函數(shù)中使用了不可重入函數(shù),那么信號處理函數(shù)可能會修改原來進(jìn)程中不應(yīng)該被修改的數(shù)據(jù),這樣 進(jìn)程從信號處理函數(shù)中返回接著執(zhí)行時,可能會出現(xiàn)不可預(yù)料的后果。不可再入函數(shù)在信號處理函數(shù)中被視為不安全函數(shù)。
            滿足下列條件的函數(shù)多數(shù)是不可再入的:(1)使用靜態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),如getlogin(),gmtime(),getgrgid(), getgrnam(),getpwuid()連同getpwnam()等等;(2)函數(shù)實(shí)現(xiàn)時,調(diào)用了malloc()或free()函數(shù);(3)實(shí)現(xiàn) 時使用了標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)的。The Open Group視下列函數(shù)為可再入的:
            _exit()、access()、alarm()、cfgetispeed()、cfgetospeed()、cfsetispeed()、 cfsetospeed()、chdir()、chmod()、chown()、close()、creat()、dup()、dup2()、 execle()、execve()、fcntl()、fork()、fpathconf()、fstat()、fsync()、getegid()、 geteuid()、getgid()、getgroups()、getpgrp()、getpid()、getppid()、getuid()、 kill()、link()、lseek()、mkdir()、mkfifo()、 open()、pathconf()、pause()、pipe()、raise()、read()、rename()、rmdir()、setgid ()、setpgid()、setsid()、setuid()、 sigaction()、sigaddset()、sigdelset()、sigemptyset()、sigfillset()、 sigismember()、signal()、sigpending()、sigprocmask()、sigsuspend()、sleep()、 stat()、sysconf()、tcdrain()、tcflow()、tcflush()、tcgetattr()、tcgetpgrp()、 tcsendbreak()、tcsetattr()、tcsetpgrp()、time()、times()、 umask()、uname()、unlink()、utime()、wait()、waitpid()、write()。
            即使信號處理函數(shù)使用的都是"安全函數(shù)",同樣要注意進(jìn)入處理函數(shù)時,首先要保存errno的值,結(jié)束時,再恢復(fù)原值。因?yàn)椋盘柼幚磉^程中,errno 值隨時可能被改變。另外,longjmp()連同siglongjmp()沒有被列為可再入函數(shù),因?yàn)椴荒艽_保緊接著兩個函數(shù)的其他調(diào)用是安全的。
            信號應(yīng)用實(shí)例

            信號的安裝(配置信號關(guān)聯(lián)動作)
            linux下的信號應(yīng)用并沒有想象的那么恐怖,程式員所要做的最多只有三件事情:
            1. 安裝信號(推薦使用sigaction());
            2. 實(shí)現(xiàn)三參數(shù)信號處理函數(shù),handler(int signal,struct siginfo *info, void *);
            3. 發(fā)送信號,推薦使用sigqueue()。
            實(shí)際上,對有些信號來說,只要安裝信號就足夠了(信號處理方式采用缺省或忽略)。其他可能要做的無非是和信號集相關(guān)的幾種操作。
            實(shí)例一:信號發(fā)送及處理
            實(shí)現(xiàn)一個信號接收程式sigreceive(其中信號安裝由sigaction())。
            void new_op(int,siginfo_t*,void*);
            int main(int argc,char**argv)
            {
            struct sigaction act;
            int sig;
            sig=atoi(argv[1]);

            sigemptyset(&act.sa_mask);
            act.sa_flags=SA_SIGINFO;
            act.sa_sigaction=new_op;

            if(sigaction(sig,&act,NULL) < 0)
            {
            printf("install sigal error\n");
            }

            while(1)
            {
            sleep(2);
            printf("wait for the signal\n");
            }
            }
            void new_op(int signum,siginfo_t *info,void *myact)
            {
            printf("receive signal %d", signum);
            sleep(5);
            }
            說明,命令行參數(shù)為信號值,后臺運(yùn)行sigreceive signo &,可獲得該進(jìn)程的ID,假設(shè)為pid,然后再另一終端上運(yùn)行kill -s signo pid驗(yàn)證信號的發(fā)送接收及處理。同時,可驗(yàn)證信號的排隊(duì)問題。
            注:能夠用sigqueue實(shí)現(xiàn)一個命令行信號發(fā)送程式sigqueuesend
            實(shí)例二:信號傳遞附加信息
            主要包括兩個實(shí)例:
            1. 向進(jìn)程本身發(fā)送信號,并傳遞指針參數(shù);
            void new_op(int,siginfo_t*,void*);
            int main(int argc,char**argv)
            {
            struct sigaction act;
            union sigval mysigval;
             int i;
             int sig;
             pid_t pid;
             char data[10];
             memset(data,0,sizeof(data));
             for(i=0;i < 5;i )
             data[i]='2';
             mysigval.sival_ptr=data;

             sig=atoi(argv[1]);
             pid=getpid();

             sigemptyset(&act.sa_mask);
             act.sa_sigaction=new_op;//三參數(shù)信號處理函數(shù)
             act.sa_flags=SA_SIGINFO;//信息傳遞開關(guān)
             if(sigaction(sig,&act,NULL) < 0)
             {
             printf("install sigal error\n");
             }
             while(1)
             {
             sleep(2);
             printf("wait for the signal\n");
             sigqueue(pid,sig,mysigval);//向本進(jìn)程發(fā)送信號,并傳遞附加信息
             }

             }

             void new_op(int signum,siginfo_t *info,void *myact)//三參數(shù)信號處理函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
             {
             int i;
             for(i=0;i<10;i )
             {
             printf("%c\n ",(*( (char*)((*info).si_ptr) i)));
             }
             printf("handle signal %d over;",signum);
             }
            這個例子中,信號實(shí)現(xiàn)了附加信息的傳遞,信號究竟如何對這些信息進(jìn)行處理則取決于具體的應(yīng)用。
            2、 不同進(jìn)程間傳遞整型參數(shù):把1中的信號發(fā)送和接收放在兩個程式中,并且在發(fā)送過程中傳遞整型參數(shù)。
            信號接收程式:
            #include
            #include
            #include
            void new_op(int,siginfo_t*,void*);
            int main(int argc,char**argv)
            {
            struct sigaction act;
            int sig;
            pid_t pid;

            pid=getpid();
            sig=atoi(argv[1]);

            sigemptyset(&act.sa_mask);
            act.sa_sigaction=new_op;
            act.sa_flags=SA_SIGINFO;
            if(sigaction(sig,&act,NULL)<0)
            {
            printf("install sigal error\n");
            }
            while(1)
            {
            sleep(2);
            printf("wait for the signal\n");
            }

            }
            void new_op(int signum,siginfo_t *info,void *myact)
            {
            printf("the int value is %d \n",info->si_int);
            }
            信號發(fā)送程式:命令行第二個參數(shù)為信號值,第三個參數(shù)為接收進(jìn)程ID。
            main(int argc,char**argv)
            {
            pid_t pid;
            int signum;
            union sigval mysigval;

            signum=atoi(argv[1]);
            pid=(pid_t)atoi(argv[2]);
            mysigval.sival_int=8;//不代表具體含義,只用于說明問題

            if(sigqueue(pid,signum,mysigval)==-1)
            printf("send error\n");
            sleep(2);
            }
            實(shí)例三:信號阻塞及信號集操作
            #include "signal.h"
            #include "unistd.h"
            static void my_op(int);
            main()
            {
            sigset_t new_mask,old_mask,pending_mask;
            struct sigaction act;

            sigemptyset(&act.sa_mask);
            act.sa_flags=SA_SIGINFO;
            act.sa_sigaction=(void*)my_op;
            if(sigaction(SIGRTMIN 10,&act,NULL))
            printf("install signal SIGRTMIN 10 error\n");

            sigemptyset(&new_mask);
            sigaddset(&new_mask,SIGRTMIN 10);
            if(sigprocmask(SIG_BLOCK, &new_mask,&old_mask))
            printf("block signal SIGRTMIN 10 error\n");

            sleep(10);
            printf("now begin to get pending mask and unblock SIGRTMIN 10\n");
            if(sigpending(&pending_mask)<0)
            printf("get pending mask error\n");
            if(sigismember(&pending_mask,SIGRTMIN 10))
            printf("signal SIGRTMIN 10 is pending\n");

            if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&old_mask,NULL)<0)
            printf("unblock signal error\n");
            printf("signal unblocked\n");

            sleep(10);
            }
            static void my_op(int signum)
            {
            printf("receive signal %d \n",signum);
            }

            編譯該程式,并以后臺方式運(yùn)行。在另一終端向該進(jìn)程發(fā)送信號(運(yùn)行kill -s 42 pid,SIGRTMIN 10為42),查看結(jié)果能夠看出幾個關(guān)鍵函數(shù)的運(yùn)行機(jī)制,信號集相關(guān)操作比較簡單。
            注:在上面幾個實(shí)例中,使用了printf()函數(shù),只是作為診斷工具,pringf()函數(shù)是不可重入的,不應(yīng)在信號處理函數(shù)中使用。

            用sigqueue實(shí)現(xiàn)的命令行信號發(fā)送程式sigqueuesend,命令行第二個參數(shù)是發(fā)送的信號值,第三個參數(shù)是接收該信號的進(jìn)程ID,能夠配合實(shí)例一使用:
            int main(int argc,char**argv)
            {
            pid_t pid;
            int sig;
            sig=atoi(argv[1]);
            pid=atoi(argv[2]);
            sigqueue(pid,sig,NULL);
            sleep(2);
            }

            posted on 2011-07-27 16:28 艾斯維亞 閱讀(10301) 評論(0)  編輯 收藏 引用


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