★信号是提供处理异步事件机制的软件中断。这些事情可以来自系统外部--例如系统产生中断符(通常Ctrl-C),或者来自程序或内核内部的活动,例如进程执行除以零的代码。作为一种进程间通信的基本形式,进程也可以给另一个进程发送信号。 --《linux系统编程》
”
如上所述,信号可以实现进程间的通信。本章主要记录信号的使用方法。
概念- 信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟,是一种异步通信方式。
- 信号可以直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互,内核进程也可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。
- 如果该进程当前并未处于执行态,则该信号就由内核保存起来,直到该进程恢复执行再传递给它;如果一个信号被进程设置为阻塞,则该信号的传递被延迟,直到其阻塞被 取消时才被传递给进程。
- 信号有明确生命周期,首先产生信号,然后内核存储信号直到可以发送它,最后内核一旦有空闲,会适当处理信号。
产生信号的方式有很多种,比如终端驱动程序,进程,系统。
- 与进程终止相关的信号。当进程退出,或者子进程终止时,发出这类信号。
- 与进程例外事件相关的信号。如进程越界,或企图写一个只读的内存区域(如程序正文区),或执行一个特权指令及其他各种硬件错误。
- 与在系统调用期间遇到不可恢复条件相关的信号。如执行系统调用exec时,原有资源已经释放,而目前系统资源又已经耗尽。
- 与执行系统调用时遇到非预测错误条件相关的信号。如执行一个并不存在的系统调用。
- 在用户态下的进程发出的信号。如进程调用系统调用kill向其他进程发送信号。
- 与终端交互相关的信号。如用户关闭一个终端,或按下break键等情况。
- 跟踪进程执行的信号。
进程对于处理信号的方式,可概括为如下三种方式:
- 忽略信号
不采取任何操作。但是有两种信号不可忽略:SIGKILL和SIGSTOP。如此做的原因是系统管理员需要杀死和停止进程,如果进程能够忽略SIGKILL(使进程不能被杀死)SIGSTOP(使进程不能被停止),将破坏这一权利。 - 捕获并处理信号
类似于硬件中断处理,内核会暂停正在执行的程序,并跳转到注册的信号响应处理函数中去。一旦处理完毕,会继续执行中断前的操作。(重要的不允许被打断的程序,必须先禁止处理信号) - 执行默认操作
该操作取决于被发送的信号,默认操作通常是终止进程。
过去,当一个信号被发送后,除了知道发生了一个信号之外,处理函数对于发生了什么一无所知。现在内核可以给处理函数提供大量的上下文,甚至信号能传递用户定义的数据,跟后来更高级的IPC通信机制一样。
接口使用以上大概的记录,大概能明白信号是怎么一回事。重点是在理解信号的基础上,会使用信号实现进程间的通信,在软件设计交互时,多一个设计思路。
发送函数
- kill(): 向其他进程发送信号
通常用法,kill给进程号为pid的进程发送信号sig。
头文件 | #include <sys/types.h> #include <signal.h> |
原型 | int kill(pid_t pid, int sig) |
pid | 0 sig被发送到当前进程所在进程组中每一个进程 -1 sig被发送到每个有权限发送信号的进程(除init进程外) <-1 sig被发送到进程组为-pid的每一个进程 |
sig | 发送的信号量 |
返回值 | 0: 成功 -1:失败 |
- raise(): 向自己所在进程发送信号
头文件 | #include <signal.h> |
原型 | int raise(int sig) |
sig | 发送的信号量 |
返回值 | 0: 成功 -1:失败 |
接收函数
- signal(): 注册信号响应函数
头文件 | #include <signal.h> |
原型 | typedef void (*sighandler_t)(int); sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler); |
signum | 监听的信号量 |
handler | SIG_DFL: 默认的信号处理程序 SIG_IGN: 忽视该信号 自定义响应函数 |
返回值 | 该函数返回信号处理程序之前的值,当发生错误时返回 SIG_ERR。 |
功能:
设计两个C/S进程,其中一个client进程负责向server进程发送信号;server进程负责响应处理client信号。
演示:
代码如下client.cpp
#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <iostream>#include <stdlib.h>#include "common.h"
int main(int argc, char *argv[]){ int signo = 0; char mode[1] = {0};
fprintf(stdout, "1: SIGUSR1\n"); fprintf(stdout, "2: SIG_TEST1\n"); fprintf(stdout, "3: default\n"); while (1) { signo = 0; fprintf(stdout, "Select signal to send %s: ", argv[1]); scanf("%s", mode); switch(mode[0]) { case '1': signo = SIGUSR1; break; case '2': signo = SIG_TEST1; break; default: signo = SIG_DEFAULT; break; } //fprintf(stdout, "mode: %d %d\n", signo, SIG_DEFAULT); kill(atoi(argv[1]), signo); } return 0;}
server.cpp
#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <iostream>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include "common.h"
void SignalHandler(int sig){ fprintf(stdout, "Receive signal: "); switch(sig) { case SIGUSR1: fprintf(stdout, "SIGUSR1\n"); break; case SIG_TEST1: fprintf(stdout, "SIG_TEST1\n"); break; default: fprintf(stdout, "default\n"); break; }}
int main(int argc, char *argv[]){ fprintf(stdout, "Pid: %d\n", getpid()); signal(SIGUSR1, SignalHandler); signal(SIG_TEST1, SignalHandler); signal(SIG_DEFAULT, SignalHandler); while(1);
return 0;}
最后
用心感悟,认真记录,写好每一篇文章,分享每一框干货。愿每一篇文章不负自己,不负看客!
猜你喜欢
详解 | Linux系统是如何实现存储并读写文件的?
更多文章内容包括但不限于C/C++、Linux、开发常用神器等,可进入开源519公众号聊天界面回复“文章目录” 或者 菜单栏选择“文章目录”查看。