Linux中的信号

1.什么是信号

(1).信号是内容受限的一种异步通信机制

(2).软中断信号（signal，又简称为信号）用来通知进程发生了异步事件。进程之间可以互相通过系统调用kill发送软中断信号。内核也可以因为内部事件而给进程发送信号，通知进程发生了某个事件。注意，信号只是用来通知某进程发生了什么事件，并不给该进程传递任何数据。 

(3).收 到信号的进程对各种信号有不同的处理方法。处理方法可以分为三类：第一种是类似中断的处理程序，对于需要处理的信号，进程可以指定处理函数，由该函数来处 理。第二种方法是，忽略某个信号，对该信号不做任何处理，就象未发生过一样。第三种方法是，对该信号的处理保留系统的默认值，这种缺省操作，对大部分的信 号的缺省操作是使得进程终止。进程通过系统调用signal来指定进程对某个信号的处理行为。 

2.信号由谁发出

(1)用户在终端按下按键
(2)硬件异常后由操作系统内核发出信号
(3)用户使用kill命令向其他进程发出信号
(4)某种软件条件满足后也会发出信号，如alarm闹钟时间到会产生SIGALARM信号，向一个读端已经关闭的管道write时会产生SIGPIPE信号

3.信号的处理：

信号的处理有三种方法，分别是：忽略、捕捉和默认动作

• 忽略信号，大多数信号可以使用这个方式来处理，但是有两种信号不能被忽略（分别是 SIGKILL和SIGSTOP）。因为他们向内核和超级用户提供了进程终止和停止的可靠方法，如果忽略了，那么这个进程就变成了没人能管理的的进程，显然是内核设计者不希望看到的场景
• 捕捉信号，需要告诉内核，用户希望如何处理某一种信号，说白了就是写一个信号处理函数，然后将这个函数告诉内核。当该信号产生时，由内核来调用用户自定义的函数，以此来实现某种信号的处理。
• 系统默认动作，对于每个信号来说，系统都对应由默认的处理动作，当发生了该信号，系统会自动执行。不过，对系统来说，大部分的处理方式都比较粗暴，就是直接杀死该进程。
  具体的信号默认动作可以使用man 7 signal来查看系统的具体定义。

4.常见信号介绍

(1)SIGINT               2        Ctrl+C时OS送给前台进程组中每个进程
(2)SIGABRT            6        调用abort函数，进程异常终止
(3)SIGPOLL    SIGIO    8        指示一个异步IO事件，在高级IO中提及
(4)SIGKILL               9        杀死进程的终极办法
(5)SIGSEGV            11        无效存储访问时OS发出该信号
(6)SIGPIPE              13        涉及管道和socket
(7)SIGALARM          14        涉及alarm函数的实现
(8)SIGTERM            15        kill命令发送的OS默认终止信号
(9)SIGCHLD            17        子进程终止或停止时OS向其父进程发此信号
(10)
SIGUSR1                10        用户自定义信号，作用和意义由应用自己定义
SIGUSR2                12
 

5.进程对信号的处理

• signal函数介绍
• 用signal函数处理SIGINT信号

(1)默认处理
(2)忽略处理
(3)捕获处理

细节：

(1)signal函数绑定一个捕获函数后信号发生后会自动执行绑定的捕获函数，并且把信号编号作为传参传给捕获函数
(2)signal的返回值在出错时为SIG_ERR，绑定成功时返回旧的捕获函数

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>typedef void (*sighandler_t)(int);void func(int sig)
{if (SIGINT != sig)return;printf("func for signal: %d.\\n", sig);
}int main(void)
{sighandler_t ret = (sighandler_t)-2;//signal(SIGINT, func);//signal(SIGINT, SIG_DFL);		// 指定信号SIGINT为默认处理ret = signal(SIGINT, SIG_IGN);		// 指定信号SIGINT为忽略处理if (SIG_ERR == ret){perror("signal:");exit(-1);}printf("before while(1)\\n");while(1);printf("after while(1)\\n");return 0;
}

signal函数的优点和缺点

(1)优点：简单好用，捕获信号常用
(2)缺点：无法简单直接得知之前设置的对信号的处理方法

sigaction函数介绍

(1)2个都是API，但是sigaction比signal更具有可移植性
(2)用法关键是2个sigaction指针

总结：

sigaction比signal好的一点：sigaction可以一次得到设置新捕获函数和获取旧的捕获函数（其实还可以单独设置新的捕获或者单独只获取旧的捕获函数），而signal函数不能单独获取旧的捕获函数而必须在设置新的捕获函数的同时才获取旧的捕获函数。

6.alarm和pause函数

alarm函数

（1）功能与作用：alarm()函数的主要功能是设置信号传送闹钟，即用来设置信号SIGALRM在经过参数seconds秒数后发送给目前的进程。如果未设置信号SIGALARM的处理函数，那么alarm()默认处理终止进程。

（2）函数返回值：如果在seconds秒内再次调用了alarm函数设置了新的闹钟，则后面定时器的设置将覆盖前面的设置，即之前设置的秒数被新的闹钟时间取代；当参数seconds为0时，之前设置的定时器闹钟将被取消，并将剩下的时间返回。

了解了alarm()函数的功能特性和返回值的特性后，我们就可以对其测试。测试方向有两个：其一，测试常规只单独存在一个闹钟函数alarm()的程序；其二，测试程序中包含多个alarm()闹钟函数。

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>static void sig_alrm(int signo);
int main(void)
{signal(SIGALRM,sig_alrm);system("date");alarm(20);sleep(5);printf("%d\\n",alarm(15));pause();
}static void sig_alrm(int signo){system("date");return;
}

pause函数

pause函数的作用就是让当前进程暂停运行，交出CPU给其他进程去执行。当当前进程进入pause状态后当前进程会表现为“卡住、阻塞住”，要退出pause状态当前进程需要被信号唤醒。

使用alarm和pause来模拟sleep代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>			// unix standand
#include <signal.h>void func(int sig)
{/*if (sig == SIGALRM){printf("alarm happened.\\n");}*/
}void mysleep(unsigned int seconds);int main(void)
{printf("before mysleep.\\n");mysleep(3);printf("after mysleep.\\n");/*	unsigned int ret = -1;struct sigaction act = {0};act.sa_handler = func;sigaction(SIGALRM, &act, NULL);//signal(SIGALRM, func);ret = alarm(5);printf("1st, ret = %d.\\n", ret);sleep(3);ret = alarm(5);		// 返回值是2但是本次alarm会重新定5sprintf("2st, ret = %d.\\n", ret);sleep(1);ret = alarm(5);printf("3st, ret = %d.\\n", ret);//while (1);pause();		
*/	return 0;
}void mysleep(unsigned int seconds)
{struct sigaction act = {0};act.sa_handler = func;sigaction(SIGALRM, &act, NULL);alarm(seconds);pause();
}