linux进程通信之信号

标签：linux   通信   unix   

本节主要学习信号和与信号相关的处理函数，后续还会更新。

http://blog.csdn.net/xiaoliangsky/article/details/40264151

一 信号
信号是UNIX和Linux系统响应某些条件而产生的一个事件，接收到该信号的进程会相应地采取一些行动。通常信号是由一个错误产生的。但它们还可以作为进程间通信或修改行为的一种方式，明确地由一个进程发送给另一个进程。一个信号的产生叫生成，接收到一个信号叫捕获。
二 信号的种类
Signal         Description
SIGABRT   由调用abort函数产生，进程非正常退出
SIGALRM   用alarm函数设置的timer超时或setitimer函数设置的interval timer超时
SIGBUS    某种特定的硬件异常，通常由内存访问引起
SIGCANCEL 由Solaris Thread Library内部使用，通常不会使用
SIGCHLD   进程Terminate或Stop的时候，SIGCHLD会发送给它的父进程。缺省情况下该Signal会被忽略
SIGCONT   当被stop的进程恢复运行的时候，自动发送
SIGEMT    和实现相关的硬件异常
SIGFPE    数学相关的异常，如被0除，浮点溢出，等等
SIGFREEZE Solaris专用，Hiberate或者Suspended时候发送
SIGHUP    发送给具有Terminal的Controlling Process，当terminal被disconnect时候发送
SIGILL    非法指令异常
SIGINFO   BSD signal。由Status Key产生，通常是CTRL+T。发送给所有Foreground Group的进程
SIGINT    由Interrupt Key产生，通常是CTRL+C或者DELETE。发送给所有ForeGround Group的进程
SIGIO     异步IO事件
SIGIOT    实现相关的硬件异常，一般对应SIGABRT
SIGKILL   无法处理和忽略。中止某个进程
SIGLWP    由Solaris Thread Libray内部使用
SIGPIPE   在reader中止之后写Pipe的时候发送
SIGPOLL   当某个事件发送给Pollable Device的时候发送
SIGPROF   Setitimer指定的Profiling Interval Timer所产生
SIGPWR    和系统相关。和UPS相关。
SIGQUIT   输入Quit Key的时候（CTRL+/）发送给所有Foreground Group的进程
SIGSEGV   非法内存访问
SIGSTKFLT Linux专用，数学协处理器的栈异常
SIGSTOP   中止进程。无法处理和忽略。
SIGSYS    非法系统调用
SIGTERM   请求中止进程，kill命令缺省发送
SIGTHAW   Solaris专用，从Suspend恢复时候发送
SIGTRAP   实现相关的硬件异常。一般是调试异常
SIGTSTP   Suspend Key，一般是Ctrl+Z。发送给所有Foreground Group的进程
SIGTTIN   当Background Group的进程尝试读取Terminal的时候发送
SIGTTOU   当Background Group的进程尝试写Terminal的时候发送
SIGURG    当out-of-band data接收的时候可能发送
SIGUSR1   用户自定义signal 1
SIGUSR2   用户自定义signal 2
SIGVTALRM setitimer函数设置的Virtual Interval Timer超时的时候
SIGWAITING Solaris Thread Library内部实现专用
SIGWINCH  当Terminal的窗口大小改变的时候，发送给Foreground Group的所有进程
SIGXCPU   当CPU时间限制超时的时候
SIGXFSZ   进程超过文件大小限制
SIGXRES   Solaris专用，进程超过资源限制的时候发送
三 信号相关的函数
1 signal函数
void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int);
signal是一个带有sig和func两个参数的函数，func是一个类型为void (*)(int)的函数指针。该函数返回一个与func相同类型的指针，指向先前指定信号处理函数的函数指针。准备捕获的信号的参数由sig给出，接收到的指定信号后要调用的函数由参数func给出。其实这个函数的使用是相当简单的，通过下面的例子就可以知道。注意信号处理函数的原型必须为void func（int），或者是下面的特殊值：
    SIG_IGN:忽略信号
    SIG_DFL:恢复信号的默认行为
这个函数常常可以用下面要将的sigaction函数替代。

2 sigaction
int sigaction(int sig, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact);
该函数与signal函数一样，用于设置与信号sig关联的动作，而oact如果不是空指针的话，就用它来保存原先对该信号的动作的位置，act则用于设置指定信号的动作。

参数结构体sigaction定义如下：
struct sigaction{
    void       (*sa_handler)(int);
    void       (*sa_sigaction)(int, siginfo_t*, void*);
    sigset_t   sa_mask;
    int        sa_flags;
    void       (*sa_restorer)(void);
};

信号集sigset_t结构体：
typedef struct
{
    unsigned long sig[_NSIG_WORDS];
}sigset_t;

信号处理函数可以采用void (*sa_handler)(int)或void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *)。到底采用哪个要看sa_flags中是否设置了SA_SIGINFO位，如果设置了就采用void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *)，此时可以向处理函数发送附加信息；默认情况下采用void (*sa_handler)(int)，此时只能向处理函数发送信号的数值。
sa_handler    此参数和signal()的参数handler相同，代表新的信号处理函数，其他意义请参考signal()。
sa_mask       用来设置在处理该信号时暂时将sa_mask指定的信号集搁置。
sa_restorer   此参数没有使用。
sa_flags      用来设置信号处理的其他相关操作，下列的数值可用：
sa_flags      还可以设置其他标志：
SA_RESETHAND  当调用信号处理函数时，将信号的处理函数重置为缺省值SIG_DFL
SA_RESTART    如果信号中断了进程的某个系统调用，则系统自动启动该系统调用
SA_NODEFER    一般情况下， 当信号处理函数运行时，内核将阻塞该给定信号。但是如果设置了 SA_NODEFER标记， 那么在该信号处理函数运行时，内核将不会阻塞该信号。

返回值
执行成功则返回0，如果有错误则返回-1。
错误代码
EINVAL 参数signum 不合法， 或是企图拦截SIGKILL/SIGSTOPSIGKILL信号
EFAULT 参数act，oldact指针地址无法存取。
EINTR  此调用被中断

下面一个简单的例子，程序里面的sigemptyset、kill函数会在后面讲
action.c实例代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>

void sig_handler(int sig)
{
    switch(sig)
    {
    case 23:
         printf("child : the signo is 23, hehe\n");
         return;
    case 22:
         printf("father : hello wordl 22!\n");
         return;
    }
}

int main()
{
    struct sigaction act, oact;
    int    status;

    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;
    act.sa_handler   = sig_handler;
    sigaction(23, &act, &oact);
    sigaction(22, &act, &oact);

    pid_t pid, ppid;

    if (!(pid = fork()))
    {
        printf("child begin\n");

        kill(getppid(), 22);
        sleep(3);

        printf("child over\n");
    }
    else
    {
        printf("father begin\n");

        kill(getpid(), 23);

        wait(&status);

        if (WIFSIGNALED(status))
        {
            printf("child process receive siganl %d\n", WTERMSIG(status));
        }

        printf("father over\n");
    }

    return 0;
}

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

void sig_handler(int signum)
{
	switch(signum)
    {
    case SIGINT:
         printf("the signo is SIGINT %d received, hehe\n", SIGINT);
         return;
    case SIGCHLD:
         printf("the signo is SIGCHLD %d received, hihi!\n", SIGCHLD);
         return;
	case SIGUSR1:
         printf("the signo is SIGUSR1 %d received, hihi!\n", SIGUSR1);
         return;
	case SIGIO:
         printf("the signo is SIGIO %d received, hihi!\n", SIGIO);
         return;
	case SIGALRM:
		 printf("the signo is SIGALRM %d received, hihi!\n", SIGALRM);
         return;
	default:
		 printf("the signo %d is not processed\n", signum);
		 return;
    }
}

int main()
{
	int              i;
	int              status;
	pid_t            pid;
	sigset_t         set;
	sigset_t         oldset;
	struct sigaction act;
	struct sigaction oldact;

	act.sa_flags   = 0;
	act.sa_handler = sig_handler;
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	sigaction(SIGINT, &act, &oldact);
	sigaction(SIGCHLD, &act, &oldact);
	sigaction(SIGUSR1, &act, &oldact);
	sigaction(SIGALRM, &act, &oldact);
	sigaction(SIGIO, &act, &oldact);

	sigemptyset(&set);
	sigaddset(&set, SIGINT);
	sigaddset(&set, SIGUSR1);

	if ((pid = fork()) < 0)
	{
		fprintf(stdout, "fork error\n");
		exit(-1);
	}
	else if (pid > 0)
	{
		if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, &oldset) < 0)//屏蔽信SINGINT、SIGUSR1
		{
			fprintf(stdout, "sigprocmask error\n");
			kill(pid, SIGKILL);
			exit(-1);
		}
/*
		waitpid(pid, &status, 0);

		if (WIFSIGNALED(status))
        {
            printf("child process receive siganl %d\n", WTERMSIG(status));
        }
*/
		pause();//接收SIGIO?
		pause();//接收SIGALRM?
		pause();//接收SIGCHLD?
		//pause();
		//pause();
	}
	else
	{
		sleep(1);
		kill(getppid(), SIGINT);//信号被屏蔽
		sleep(1);
		kill(getppid(), SIGIO);
		sleep(1);
		kill(getppid(), SIGUSR1);//信号被屏蔽
		sleep(1);
		kill(getppid(), SIGALRM);
		sleep(2);
		//子进程退出会发送一个SIGCHLD信号
	}
	
	return 0;
}

#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>

void sig_handler(int sig)
{
    if (sig == SIGINT) 
		printf("SIGINT sig\n");
    else if (sig == SIGQUIT)
		printf("SIGQUIT sig\n");
    else if (sig == SIGUSR1)
		printf("SIGUSR1 sig\n");
    else if (sig == SIGUSR2)
		printf("SIGUSR2 sig\n");
    else 
		printf("SIGCHLD sig\n");
}

int main()
{
    int                i;
    sigset_t           new;
    sigset_t           old;
    sigset_t           wait;
    struct sigaction   act;

    act.sa_handler = sig_handler;
    act.sa_flags   = 0;

    sigemptyset(&act.sa_mask);
    sigaction(SIGINT, &act, 0);
    sigaction(SIGQUIT, &act, 0);
    sigaction(SIGUSR1, &act, 0);
    sigaction(SIGUSR2, &act, 0);
    sigaction(SIGCHLD, &act, 0);

    sigemptyset(&new);
    sigaddset(&new, SIGINT);

    sigemptyset(&wait);
    sigaddset(&wait, SIGUSR1);
    sigaddset(&wait, SIGUSR2);

    sigprocmask(SIG_BLOCK, &new, &old);

    for (i=0; i < 90; ++i)
    {
        printf("%d\n", i);
	sleep(1);
    }

    sigsuspend(&wait);

    printf("After sigsuspend\n");

    printf("yyyy\n");
    if (-1 == sigprocmask(SIG_SETMASK, &old, NULL)) 
    {
        perror("sigprocmask");
        exit(-1);
    } 
    for (i=0; i < 30; ++i)
    {
	printf("%d\n", i);
	sleep(1);
    }
    printf("xxxxx\n");

    return 0;
}

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