信号
信号描述
- 信号的共性:
- 简单
- 不能携带大量数据
- 满足某一特定条件才发送
- 信号的特质:
- 信号软件层面的中断,一旦信号产生,无论程序执行到什么位置,必须立即停止,处理信号,处理结束后,再继续执行后续指令。
- 所有的信号的产生和处理都是由内核完成。
- 信号的实现手段导致信号有很强的延时。对用户而言依然感觉不到
信号相关的概念
- 未决:
- 产生与递达(处理)之间的状态,该状态主要受阻塞(屏蔽)影响。
- 递达:
- 内核产生信号后递送并且成功到达进程。递达的信号会被内核立即处理。
- 信号处理方式:
- 执行默认动作。
- 忽略(丢弃)。
- 捕捉(调用用户指定的函数)。
- 阻塞信号集:
- 本质:位图。用来记录信号的屏蔽状态。
- 该信号集中的信号,表示成功被设置屏蔽。再次受到该信号,其处理动作将延后至解除屏蔽。此期间该信号一直处于未决态。
- 未决信号集:
- 本质:位图。记录信号的处理状态。
- 该信号集中的信号表示信号已经产生但尚未被处理。
信号四要素
- 编号
- 名称
- 事件
- 默认处理动作
- 使用命令
kill -l
查看 Linux 系统中支持的所有信号。 -
- SIGKILL 和 19) SIGSTOP信号,不允许忽略和捕捉,只能执行默认动作,不能将其设置为阻塞。
信号产生
- 按键产生
- Ctrl + c -> 2) SIGINT(终止/中断)
- Ctrl + \ -> 3) SIGQUT(退出)
- 系统调用产生
- 软件条件产生
- alarm() -> 14) SIGALRM
- setitimer() -> 14) SIGALRM
- 硬件异常产生信号
- 段错误:内存访问异常 -> SIGSEGV
- 浮点数例外:除零 -> 8) SIGFPE
- 命令产生
kill 函数、命令产生信号
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int sig);
参:
pid:
> -1:发送信号给指定进程。
= 0:发送信号给跟调用 kill 函数的那个进程,处于统一进程组的进程。
< -1:取绝对值,发信号给所有该组的组员。
-1:发送信号给有权限发送的所有进程。
sig:信号编号
返回值:
成功:0
失败:-1,errno
alarm函数产生信号
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
seconds:定时的秒数
返回值:
上次定时剩余时间。
不会出错。
- 使用 time 命令查看程序执行消耗的时间。
- 实际时间 = 用户时间 + 内核时间 + 等待时间
- time ./alarm > out —— 程序优化的瓶颈在 IO
信号集操作函数
#include <signal.h>
sigset_set 自定义信号集
int sigemptyset(sigset_t *set);
清空自定义信号集
int sigfillset(sigset_t *set);
将信号集全部置1
int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
将一个信号添加到信号集
int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
将一个信号从信号集中清除
以上四个函数返回值:
成功:0 失败:-1,errno
int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
判断一个信号是否在集合中
在:1
不在:0
操作信号屏蔽字
- 设置屏蔽信号、接触屏蔽,都使用 sigpromask
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
参:
how:
SIG_BLOCK: 设置阻塞
SIG_UNBLOCK:解除屏蔽
SIG_SIEMASK:用自定义信号集替换 mask
set:自定义 set。
oldset:保存修改前的 mask 状态,以便将来恢复。
返回值:
成功:0 失败:-1,errno
#include <signal.h>
int sigpending(sigset_t *set);
参 set:传出参数。未决信号集。
返回值:
成功:0 失败:-1,errno
信号捕捉
signal 函数
#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
参 1:待捕捉的信号编号。
参 2:一旦捕捉到该信号,执行的回调函数
返回值:
sigacton 函数
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
参 1:待捕捉的信号
参 2:传入参数,指定新的处理方式
参 3:传出参数,保存就有的信号处理方式。
返回值:成功 0 失败:-1,errno
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int); 捕捉函数名,复制 SIG_IGN 表示忽略,赋值 SIG_DEF 表示默认动作
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); 信号传参。
sigset_t sa_mask; 信号捕捉函数调用期间所要屏蔽的信号
int sa_flags; 通常为 0,使用默认属性
void (*sa_restorer)(void);
};
信号捕捉特性
- 捕捉函数执行期间,信号屏蔽字由原来的 mask 改为sa_mask,捕捉函数执行结束,恢复回 mask。
- 捕捉函数执行期间,本信号自动被屏蔽(sa_flags = 0)
- 捕捉函数执行期间,被屏蔽的信号执行多次,解除屏蔽后只处理一次
借助信号捕捉,完成子进程回收
SIGCHLD 产生的条件
- 子进程的运行状态发生变化,就会给父进程发送 SIGCHLD