Linux信号异步通知

超、凢脫俗 2023-02-28 04:26 8阅读 0赞

## Linux中的信号 ##

每个信号都有以SIG开头的名称，并定义为唯一的正整数。在 Shell 命令行提示符 下，输入kill -l命令，将显示所有信号的信号值和相应的信号名，类似如下所示：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

#### 几个比较常用的信号 ####

几个比较常用的信号  
SIGIGN：忽略改信号

SIGDEF：采用系统默认方式处理信号

SIGCHLD：在一个进程终止或者停止时，将该信号发送给其父进程，父进程的wait函数通常用来捕捉这个信号

SIGINT：当用户按中断键(delete/ctrl+c)时将产生这个信号

SIGKILL：此信号可以用于杀死一个进程

SIGSTOP：这是个作业控制信号，用于停止一个进程 这个信号和SIGKILL是仅有的两个不能被捕获或忽略的信号

SYSUSR1/2:用户定义的信号，用于应用程序

#### 这些信号具体的作用下面列举一些： ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 信号的基本操作 ##

*  发送信号
 *  安装中断
 *  递送信号
 *  捕获信号
 *  屏蔽信号

## 如何发起异步操作 ##

> kill  
> kill 命令 eg：kill -signum pid  
> int kill(pid,signum);  
> pid>0 发给pid进程  
> pid=0 发给当前进程组的所有进程  
> pid=-1 发送给所有进程  
> pid<0 发送给|PID|所对应的组上

**再发起的时候如何获得pid呢？**

pid = getpid();  //获得进程的pid号
    gpid = getgpid(); //获得进程组的pid号

**如何给自己发送信号呢？**

> raise  
> 自举信号，会给自己发送一个信号  
> int raise(int sig);  
> int kill(getpid(),signum);

### 安装和捕获信号 ###

*  忽略信号
 *  自定义捕捉函数
 *  系统默认信号函数

#### 安装信号 ####

##### 第一种安装方式 #####

> signal  
> signal(signum,handler)

kill -SIGUSR1 pid  
SIGKILL SIGSTOP 不能够被安装  
通过signal安装信号只能传递一个参数，这个参数就是信号的值  
**此处附上一个demo:**

#include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <signal.h>
    void sig_usr(int sig);
    
    int main(int argc,char *argv[])
    {  
    	int i = 0;
      	if(signal(SIGUSR1,sig_usr) == SIG_ERR)
        	printf("Cannot catch SIGUSR1\n");
      if (signal(SIGUSR2,sig_usr) == SIG_ERR)
        printf("Cannot catch SIGUSR2\n");
    	//signal(SIGINIT,sig_usr)
      while(1) { 
        printf("%2d\n", i);
        pause(); 
        /* pause until signal handler has processed signal */
        i++;
      }
      return 0;
    }
    
    void sig_usr(int sig)
    { 
      if (sig == SIGUSR1)
        printf("Received SIGUSR1\n");
      else if (sig == SIGUSR2)
        printf("Received SIGUSR2\n");
      else
        printf("Undeclared signal %d\n", sig);
    }

**运行效果及如何触发**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

##### 第二种安装方式 #####

> sigaction对象

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,
                         struct sigaction *oldact);
    
    struct sigaction 
    { 
           void     (*sa_handler)(int); //和第一种安装方式一样
           void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //第二种安装方式
           sigset_t   sa_mask;  //信号集合
           int        sa_flags;  //会影响信号接受特殊标志
           void     (*sa_restorer)(void);
    
    };
    
    
    SA_SIGINFO：
    siginfo_t { 
       int      si_signo;    /* Signal number */
       int      si_errno;    /* An errno value */
       int      si_code;     /* Signal code */
       int      si_trapno;   /* Trap number that caused hardware-generated signal (unused on most architectures) */
       pid_t    si_pid;      /* Sending process ID */
       uid_t    si_uid;      /* Real user ID of sending process */
       int      si_status;   /* Exit value or signal */
       clock_t  si_utime;    /* User time consumed */
       clock_t  si_stime;    /* System time consumed */
       sigval_t si_value;    /* Signal value */
       int      si_int;      /* POSIX.1b signal */
       void    *si_ptr;      /* POSIX.1b signal */
       int      si_overrun;  /* Timer overrun count; POSIX.1b timers */
       int      si_timerid;  /* Timer ID; POSIX.1b timers */
       void    *si_addr;     /* Memory location which caused fault */
       long     si_band;     /* Band event (was int in glibc 2.3.2 and earlier) */
       int      si_fd;       /* File descriptor */
       short    si_addr_lsb; /* Least significant bit of address (since Linux 2.6.32) */
    }

###### 传递参数 ######

设置参数通过 struct siginfo\_t 中的sigval\_t si\_value来设置  
然后通过sigqueue来发送信号

int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval val)

调用成功返回 0；否则，返回 -1。

sigval_t
    
    union sigval { 
        int sival_int;  //传递int类型的数据
        void *sival_ptr; //传递任意类型的数据
    };

###### demo ######

*  发送端 sigqueue

#include<stdio.h>
    #include<signal.h>
    #include<unistd.h>
    #include<string.h>
    
    int main(int argc,char *argv[])
    { 
        if(argc!=2)
        { 
            printf("arguments error!");
            exit(0);
        }
    
        pid_t pid=atoi(argv[1]);//将进程号转化为整数
        union sigval v;
        v.sival_int=100;
        //这儿只是利用SIGINT来发送数据，
        //任何信号都行，只需要发送端与接收端规定一致即可
        sigqueue(pid,SIGINT,v);
        return 0;
    }

*  接收端

#include<stdio.h>
    #include<unistd.h>
    #include<signal.h>
    #include<string.h>
    //#include<sys/siginfo.h>
    
    void handler(int,siginfo_t *,void *);
    
    int main(void)
    { 
       struct sigaction act;
       act.sa_sigaction=handler;
       sigemptyset(&act.sa_mask);
       act.sa_flags=SA_SIGINFO;
       if(sigaction(SIGINT,&act,NULL)<0)
       { 
           printf("error");
           exit(0);
       }
       for(;;)
           pause();
       return 0;
    }
    
    void handler(int sig,siginfo_t * info,void *ctx)
    { 
       printf("recv a sid=%d data=%d data=%d\n",sig,info->si_value.sival_int,info->si_int);
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

#### 忽略信号 ####

signal(signum,SIG\_IGN)  
忽略就是不对这个或者这些信号进行任何操作

signal(SIGINT,SIG_IGN)  //忽略SIGINT信号
    signal(SIGPIPE,SIG_IGN) //忽略SIGPIPE信号

### 信号集合 ###

*  sigset\_t sa\_mas

int sigemptyset(sigset_t *set);  //清空信号集合
    int sigfillset(sigset_t *set);  //填满信号集合
    int sigaddset(sigset_t *set, int signum); //向信号集合中添加一个信号
    int sigdelset(sigset_t *set, int signum); //删除信号集合中的摸个信号
    int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
    
    *设置信号屏蔽集合
     int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);//批量进行屏蔽集合的操作
    SIG_BLOCK   设置屏蔽信号
    SIG_UNBLOCK  设置解除屏蔽信号
    SIG_SETMASK  重新设置系统信号设置

### 未决信号 ###

sigpending(sigset）  
我们之前设置了信号屏蔽集合，如果我们发送的信号是信号屏蔽集合中的信号，那么这个信号就会被放到未决信号的队列中，而且只有一次放入未决信号的机会，意思就是如果你发送了10次，那么这个信号只会有一次被加入到未决信号的队列中  
在取消信号集合的阻塞的时候，这时候未决信号就发挥了作用，他会立马依次执行信号队列中被取消屏蔽的信号函数

### sigsuspend 函数 等待信号 ###

int sigsuspend(const sigset\_t \*mask);  
sigsuspend函数作用 ：如果在等待信号发生时希望去休眠，则使用sigsuspend函数是非常合适的

##### demo #####

#include <stdio.h>
    #include <signal.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/types.h>
    
    void handler(int sig)
    { 
    	printf("get a sig ,num is: %d\n",sig);
    	
    }
    
    void print_sig(sigset_t *p)
    { 
    	int i=1;
    	for(;i<32;i++)
    	{ 
    		if(sigismember(p,i))
    		{ 
    			printf("1");
    		}else
    		{ 
    			printf("0");
    		}
    	}
    	printf("\n");
    	
    }
    
    int main()
    { 
    	signal(2,handler);
    	sigset_t s,p,o;
    	sigemptyset(&s);         //清空信号集合S
    	sigemptyset(&o);         //清空信号集合o
    	sigaddset(&s,SIGINT);    //把SIGINT信号加入到信号集合S中
    	
    	sigprocmask(SIG_SETMASK,&s,&o);  //把信号集合s中所有的信号设置成阻塞 信号集合o做备份
    	
    	int count=0;
    	while(1)
    	{ 
    		sigemptyset(&p); //清空信号集合p
    		sigpending(&p);   //获取一个未决信号组
    		print_sig(&p); //探测有哪几个个信号在未决信号中 
    		sleep(1);
    		if(count++ ==10)
    		{ 
    			sigprocmask(SIG_SETMASK,&o,NULL); //还原信号集合o
    			printf("recover block\n");
    			sleep(3);
    		}	
    	}
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

**在SIGINT在被阻塞之前 运行程序会探测到SIGINT在未决信号组中，当SIGINT被解除阻塞之后，未决信号立马执行。**

**最后关闭这个程序CTRL+c 肯定是不行了，可以使用kill -9 pid 来结束此进程**

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230209/57b5eb272069472fa6c9f6b34e29be31.png
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