信号
基本概念:
-
信号:是事件发生时对进程的通知机制,有时也称之为软件中断。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。
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信号集:多个信号可使用一个称之为信号集的数据结构来表示,其系统数据类型为
sigset_t- 未决信号集:从信号的产生到信号被处理前的这一段时间。
- 阻塞信号集:阻止信号被处理,但不是阻止信号产生。
- 操作系统不允许我们直接对这两个信号集进行位操作。而需自定义另外一个集合,借助信号集操作函数来对 PCB 中的这两个信号集进行修改。
- 若想处理未决信号集,需要先查看阻塞信号集对应信号是否被阻塞:
- 如果没有阻塞,这个信号就被处理
- 如果阻塞了,这个信号就继续处于未决状态,直到阻塞解除,这个信号就被处理
重要的信号:
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SIGINT- 编号:2
- 当用户按下了<Ctrl+C>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:终止进程
-
SIGQUIT- 编号:3
- 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:终止进程
-
SIGKILL- 编号:9
- 无条件终止进程,可以杀死任何进程
- 默认动作:该信号不能被忽略,处理和阻塞
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SIGSEGV- 编号:11
- 指示进程进行了无效内存访问(段错误)
- 默认动作:终止进程并产生core文件
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SIGPIPE- 编号:13
- Broken pipe向一个没有读端的管道写数据
- 默认动作:终止进程
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SIGCHLD- 编号:17
- 子进程结束时,父进程会收到这个信号
- 默认动作:忽略这个信号
-
SIGCONT- 编号:18
- 如果进程已停止,则使其继续运行
- 默认动作:继续/忽略
-
SIGSTOP- 编号:19
- 停止进程的执行。信号不能被忽略,处理和阻塞
- 默认动作:终止进程
信号系统调用
- 给任何的进程或者进程组pid, 发送任何的信号 sig
int kill(pid_t pid, int sig);
- 给当前进程发送信号
int raise(int sig);
- 发送SIGABRT信号给当前的进程,杀死当前进程
void abort(void);
- 设置定时器
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
- 设置定时器
int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value)
- 信号捕捉
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler)
- 将信号集设置不阻塞
int sigemptyset(sigset_t *set)
- 将信号集设置阻塞
int sigfillset(sigset_t *set)
- 将信号集某个信号设置阻塞
int sigaddset(sigset_t *set, int signum)
- 将信号集某个信号设置不阻塞
int sigdelset(sigset_t *set, int signum)
- 判断信号集某个信号是否阻塞
int sigismember(const sigset_t *set, int signum)
- 将自定义信号集中的数据设置到内核中
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset)
- 获取内核中的未决信号集
int sigpending(sigset_t *set)
- 信号捕捉
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact)
int kill(pid_t pid, int sig)
头文件
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
功能:
给任何的进程或者进程组pid, 发送任何的信号 sig
参数:
-
pid_t pid:.> 0 : 将信号发送给指定的进程
= 0 : 将信号发送给当前的进程组
= -1 : 将信号发送给每一个有权限接收这个信号的进程
< -1 : 这个pid=某个进程组的ID取反 (-12345)
-
int sig: 需要发送的信号的编号或者是宏值,0表示不发送任何信号
返回值:
- 成功:0
- 失败:-1
int raise(int sig)
头文件
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
功能:
给当前进程发送信号
参数:
int sig: 要发送的信号
返回值:
-
成功:0
-
失败:非0
void abort(void)
头文件
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
功能:
发送SIGABRT信号给当前的进程,杀死当前进程
unsigned int alarm(unsigned int seconds)
头文件
#include <unistd.h>
功能:
设置定时器(闹钟)。函数调用,开始倒计时,当倒计时为0的时候,函数会给当前的进程发送一个信号:SIGALARM
- SIGALARM :默认终止当前的进程,每一个进程都有且只有唯一的一个定时器。
- 该函数不阻塞。
参数:
-
unsigned int seconds:seconds: 倒计时的时长,单位:秒。如果参数为0,定时器无效(不进行倒计时,不发信号)。 取消一个定时器,通过alarm(0)。
返回值:
-
之前没有定时器,返回0
-
之前有定时器,返回之前的定时器剩余的时间
int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value)
头文件
#include <sys/time.h>
功能
设置定时器(闹钟)。可以替代alarm函数。精度微秒,可以实现周期性定时。
- 非阻塞。
参数:
-
int which: 定时器以什么时间计时-
ITIMER_REAL: 真实时间,时间到达,发送SIGALRM常用 -
ITIMER_VIRTUAL: 用户时间,时间到达,发送SIGVTALRM -
ITIMER_PROF: 以该进程在用户态和内核态下所消耗的时间来计算,时间到达,发送SIGPROF -
真实时间 = 内核时间 + 用户时间 + 消耗的时间
-
-
const struct itimerval *new_value: 设置定时器的属性
struct itimerval { // 定时器的结构体
struct timeval it_interval; // 间隔时间:每隔多久定时
struct timeval it_value; // 程序开始后,延迟多长时间执行定时器
};
struct timeval { // 时间的结构体
time_t tv_sec; // 秒数
suseconds_t tv_usec; // 微秒
};
举例:过10秒后,每隔2秒定时一次:10s:it_value, 2s:it_interval
struct itimerval *old_value:记录上一次的定时的时间参数,一般不使用,指定NULL
返回值:
-
成功 : 0
-
失败 :-1 ,并设置错误号
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler)
头文件
#include <signal.h>
功能:
设置某个信号的捕捉行为
参数:
-
int signum: 要捕捉的信号- 注意:
SIGKILL、SIGSTOP不能被捕捉,不能被忽略。
- 注意:
-
sighandler_t handler: 捕捉到信号要如何处理-
SIG_IGN: 忽略信号 -
SIG_DFL: 使用信号默认的行为,相当于没有捕捉。 -
回调函数 : 这个函数是内核调用,程序员只负责写,捕捉到信号后如何去处理信号。
-
void (*sighandler_t)(int)函数指针,int类型的参数表示捕捉到的信号的值。 -
需要程序员实现,提前准备好的,函数的类型根据实际需求,看函数指针的定义
-
不是程序员调用,而是当信号产生,由内核调用
-
函数指针是实现回调的手段,函数实现之后,将函数名放到函数指针的位置就可以了。
-
-
返回值:
-
成功:返回上一次注册的信号处理函数的地址。第一次调用返回NULL
-
失败:返回
SIG_ERR,设置错误号
int sigemptyset(sigset_t *set)
头文件
#include <signal.h>
功能:
清空信号集中的数据,将信号集中的所有的标志位置为0
参数:
sigset_t *set:传出参数,需要操作的信号集
返回值:
- 成功:0
- 失败:-1
int sigfillset(sigset_t *set)
头文件
#include <signal.h>
功能:
将信号集中的所有的标志位置为1
参数:
sigset_t *set:传出参数,需要操作的信号集
返回值:
- 成功:0
- 失败:-1
int sigaddset(sigset_t *set, int signum)
头文件
#include <signal.h>
功能:
设置信号集中的某一个信号对应的标志位为1,表示阻塞这个信号
参数:
-
sigset_t *set:传出参数,需要操作的信号集 -
int signum:需要设置阻塞的那个信号
返回值:
- 成功:0
- 失败:-1
int sigdelset(sigset_t *set, int signum)
头文件
#include <signal.h>
功能:
设置信号集中的某一个信号对应的标志位为0,表示不阻塞这个信号
参数:
-
sigset_t *set:传出参数,需要操作的信号集 -
int signum:需要设置不阻塞的那个信号
返回值:
- 成功:0
- 失败:-1
int sigismember(const sigset_t *set, int signum)
头文件
#include <signal.h>
功能:
判断某个信号是否阻塞
参数:
-
const sigset_t *set:需要判断的信号集 -
int signum:需要判断的信号
返回值:
-
1 : signum被阻塞
-
0 : signum不阻塞
-
-1 : 失败
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset)
头文件
#include <signal.h>
功能:
将自定义信号集中的数据设置到内核中,可设置
- 阻塞
- 解除阻塞
- 替换
参数:
-
int how: 如何对内核阻塞信号集进行处理SIG_BLOCK: 将用户设置的阻塞信号集添加到内核中,内核中原来的数据不变SIG_UNBLOCK: 根据用户设置的数据,对内核中的数据进行解除阻塞SIG_SETMASK:覆盖内核中原来的值 -
const sigset_t *set:已经初始化好的用户自定义的信号集 -
sigset_t *oldset: 保存设置之前的内核中的阻塞信号集的状态,可以是 NULL
返回值:
-
成功:0
-
失败:-1,设置错误号:
EFAULT、EINVAL
int sigpending(sigset_t *set)
头文件
#include <signal.h>
功能:
获取内核中的未决信号集
参数:
sigset_t *set:传出参数,保存的是内核中的未决信号集中的信息。
返回值:
-
成功:0
-
失败:-1
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact)
头文件
#include <signal.h>
功能:
信号捕捉:检查或者改变信号的处理。
参数:
-
int signum: 需要捕捉的信号的编号或者宏值(推荐) -
const struct sigaction *act:捕捉到信号之后的处理动作
struct sigaction {
// 函数指针,指向的函数就是信号捕捉到之后的处理函数
void (*sa_handler)(int);
// 不常用
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
// 临时阻塞信号集,在信号捕捉函数执行过程中,临时阻塞某些信号。
sigset_t sa_mask;
// 使用哪一个信号处理对捕捉到的信号进行处理
// 这个值可以是0,表示使用sa_handler,也可以是SA_SIGINFO表示使用sa_sigaction
int sa_flags;
// 被废弃掉了
void (*sa_restorer)(void);
};
struct sigaction *oldact: 上一次对信号捕捉相关的设置,一般不使用,传递NULL
返回值:
-
成功:0
-
失败:-1