進程間通信（五）—信號，進程間通信信號

進程間通信（五）—信號，進程間通信信號

我會用幾篇博客總結一下在Linux中進程之間通信的幾種方法，我會把這個開頭的摘要部分在這個系列的每篇博客中都打出來

進程之間通信的方式

• 管道
• 消息隊列
• 信號
• 信號量
• 共享存儲區
• 套接字（socket）

進程間通信（四）—共享存儲區傳送門：http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5651995.html

進程間通信（三）—信號量傳送門：http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5649792.html

進程間通信（二）—消息隊列傳送門：http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5642575.html

進程間通信（一）—管道傳送門：http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5636339.html

我感覺這麼寫下去越來越不像進程間的通信了，更像是進程間的打招呼。。。信號就是這樣的，某某（這個某某有很多可能性）給進程一個信號，進程就會在適當的情況下處理這個信號（這說明進程可能不會立即處理信號），什麼是適當的時候呢？比如說中斷返回的時候，或者內核態返回用戶態的時候（這個情況出現的比較多）等等（推薦本書《Linux內核設計與實現》，裡面講過）。。。這個也不是本篇的主題就不多述了。

首先來說信號是怎麼產生的！

• 由硬件產生，別入從鍵盤敲入組合鍵發送一個信號，常用的Ctrl+C就可以給前台進程發送。
• 由進程發送（或者說是由軟件產生），比如我們可以在shell進程下輸入kill命令給一個進程發送信號（命令：kill -信號標號 PID）
• 異常，當異常的發生的時候肯定是會發送信號的

然後說信號的處理方式，誰來處理信號？肯定是操作系統來，難不成還是程序員麼。文章一開頭就說了，信號不一定會被立即處理，操作系統不會為了處理一個信號而把當前正在運行的進程掛起（切換進程）或者殺掉（肯定不會殺掉啊，難道看見一個信號就殺害一個無辜群眾麼），掛起（進程切換）的話消耗太大了，如果不是緊急信號，可能是不會立即處理的。操作系統多選擇在內核態切換回用戶態的時候處理信號，這樣就利用兩者的切換來處理了（不用單獨進行進程切換以免浪費時間）。

總歸是不能避免的，因為很有可能在睡眠的進程就接收到信號，操作系統肯定不願意切換當前正在happy地跑著的進程，於是就得把信號儲存啊，因為是進程收到的信號，所以把信號儲存在進程唯一的PCB（就是task_struct）當中。struct sigpending pending;字段就是存放信號的信號表，之後會解釋pending。

信號的處理過程

所有的信號可以通過kill -l 命令查看

需要注意的幾點

• 沒有0號信號
• 沒有32,33號信號
• 從31號信號分開，前面的是普通信號，後面的是實時信號，本篇介紹的是普通信號
• 信號和前面的標號是一致的，可以使用標號，也可以使用宏名稱

信號的處理方式有三種

• 忽略（就是這麼6，你發啥我都不理你）
• 默認處理方式，操作系統設定的默認處理方式，會終止一個進程，就是說接到信號就把這個進程干掉了
• 自定義處理方式，想干什麼還是得我說了算，你需要一個signal函數
  • 函數原型：sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
  • 頭文件：#include <signal.h>
  • 參數解析：
    • 第一個是信號標號，給數字就可以啦
    • 關鍵是第二個參數這裡，sighandler_t是一個typedef來的，主要是為了可讀性，原型是void (*)(int)函數指針啦，int的參數會被設置成signum
    • 我有用到這個函數，可以在我的測試用例中看一下用法

• 相關函數解析

這次就沒有創建函數什麼的了，主要是信號相關的一些操作函數，但是由於比較多和繁雜，不好每一個都寫測試用例看輸出結果，最後的測試程序只用了一部分函數，並沒有全部使用到

前面說了用kill命令可以給進程發信號，可是我想用C語言編寫程序發，別怕！你需要下面的函數（raise函數只能給進程本身發信號）

• 函數原型：int raise(int signo);
• 頭文件：#include <signal.h>
• 參數解析：
  • 就一個參數就是信號了，可以用標號，也可以用宏名

或者你說不想光給自己發信號，光自己是很沒意思，那麼看下面這個函數

• 函數原型：int kill(pid_t pid, int signo);
• 頭文件：#include <signal.h>
• 參數解析：
  • 第一個參數是pid進程號，你得讓操作系統知道你要給哪個進程發信號，給自己發也是可以的哦
  • 第二個參數是信號。。。呃，准確的說是哪個信號，可以用標號，也可以用宏名

看這個信號(6) SIGABRT，這個信號可以讓進程異常終止，他有一個對應的函數

• 函數原型：void abort(void);
• 頭文件：#include <stdlib.h>
• 參數解析：
  • 這根本就沒有參數嘛！那就寫點其他的。
  • 該函數沒有返回值，因為該函數執行絕對不會失敗（為什麼？殺個進程而已，談什麼失敗（一刀不行就兩刀！！（玩笑））），和exit函數一樣絕對不會失敗（重要！說兩遍！）和exit函數不同的地方是，exit會設置退出碼。

看這個信號(14) SIGALRM，這個信號是鬧鐘信號，它可以由這個函數發送

• 函數原型：unsigned int alarm(unsigned int seconds);
• 頭文件：#include <unistd.h>
• 參數解析：
  • 參數都寫的這麼清楚了！等待多少秒之後就會發送SIGALRM信號給當前進程。

接下來說明一下阻塞信號，就是（pending）了

• 阻塞信號（pending signal）

之前提到過，可以忽略一個信號，那麼我說，阻塞和忽略是不一樣的，阻塞是進程收不到該信號，忽略是進收到該信號，卻不做出任何反應

實際執行信號的處理動作稱為信號遞達(Delivery),信號從產生到遞達之間的狀態,稱為信號未決(Pending)。進程可以選擇阻塞(Block )某個信號。被阻塞的信號產生時將保持在未決狀態,直到進程解除對此信號的阻塞,才執行遞達的動作。

task_struct中有類似字段，之前說的信號可能不會立即被執行就會存儲在pending表裡面

其中一旦信號被block，當有信號產生的時候會一直pending，因為未決就是未處理的意思，block到不了就處理不了，pending會一直有該位

以為PCB中使用32位來表示上圖中的block和pending表，所以非實時信號就算發送多個，也只顯示一個。實時信號會排隊，有幾個來就有幾個排隊

block表：某位為0表示該位對應標號的信號未被阻塞，為1表示阻塞

pending表：某位為0表示信號還未產生或者已經被處理

上圖中2號信號兩個表同時為1表示產生了2號信號，但因為2號信號被阻塞所以一直未決。

介紹幾個操作這兩張表的函數

• 函數原型：

  int sigemptyset(sigset_t *set);用於初始化一個信號集（新創建出來的sigset_t對象都要先執行這個函數再去操作）
  int sigfillset(sigset_t *set);初始化信號集，所有位置位1，表示支持所有信號（就好像添加了所有的信號）
  int sigaddset(sigset_t *set, int signo);把感興趣的（想要操作）信號添加到信號集

  int sigdelset(sigset_t *set, int signo);把感興趣的（想要操作）信號從信號集踢出去
  int sigismember(const sigset_t *set, int signo);判斷你傳入的signo是否是set集合中的一員

• 頭文件：#include <signal.h>
• 參數解析：
  • sigset_t結構體的參數表示信號集，信號操作的時候都是以信號集合的方式進行操作，需要事先創建一個該結構體的對象，然後把想要操作的信號添加到信號集合對象當中去
  • signo就是信號的標號了

如何阻塞一個信號？用下面的函數

• 函數原型：int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset);
• 頭文件：#include <signal.h>
• 參數解析：
  • 先說how，有三個宏
    • SIG_BLOCK添加到block表當中去
    • SIG_UNBLOCK從block表中刪除
    • SIG_SETMASK設置block表（跟第一個SIG_BLOCK不同，這個是直接讓當前進程和set完全相等，不是把set的添加到當前block表中去了）　　
  • set表示要設置的集合，比如你集合裡面有1234，就這些，那麼這個函數就把這幾個根據第一個參數how進行設置
  • oset表示old set就是設置之前保存一下之前的block表信息，可以給NULL

如何獲取當前pending表中的信息？你需要它~

• 函數原型：int sigpending(sigset_t *set);
• 頭文件：#include <signal.h>
• 參數解析
  • 這是一個輸出型參數，會把當前進程的pending表打印到傳入的set集中

事已至此，基本操作就說完了，廢話少說，show me the code

功能看結果圖：先貼結果圖，一開始沒有任何信號，所以pending表中全是0，我通過Ctrl+C傳入2號信號，看到pending表中有2號被置位了，經過10秒取消阻塞，2號信號被處理（經過我自定義的函數）

我的程序只有一個文件server.c

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/signal.h>
 3 #include <sys/types.h>
 4 #include <signal.h>
 5 
 6 
 7 
 8 void func(int num)
 9 {
10   printf("catch signal number is %d",num);
11 
12 }
13 
14 
15 void printfpendingsignal(sigset_t *set)
16 {
17   int i;
18   for(i=1;i<32;++i)
19   {
20     if(sigismember(set,i))
21     {
22       printf("1");
23 
24     }
25     else
26     {
27       printf("0");
28     }
29   }
30   printf("\n");
31 }
32 
33 
34 int main()
35 { 
36   sigset_t s,p,o;
37   signal(SIGINT,func);
38   sigemptyset(&s);
39   sigemptyset(&p);
40   sigemptyset(&o);
41   sigaddset(&s,SIGINT);
42   sigprocmask(SIG_SETMASK,&s,&o);
43   int count=0;
44   while(1)
45   {
46     sigpending(&p);
47     printfpendingsignal(&p);
48     sleep(1);
49     if(count++==10)
50     {
51       printf("recover!\n");
52       sigprocmask(SIG_SETMASK,&o,NULL);
53     }
54   }
55   return 0;
56 }

http://xxxxxx/Linuxjc/1140761.html TechArticle