同主机进程间异步机制——信号.md

「 同主机进程间同步机制——信号（signal） 」

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  信号（signal，称为软中断）机制 是在软件层次上对中断机制的一种模拟。

• 信号机制的组成及信号的分类

• 进程对信号的处理

• 进程的信号处理函数

💬 信号机制的组成及信号的分类

• 信号机制通常包括三部分：

  • 信号的分类、产生和传送

  • 对各种信号预先规定的处理方式

  • 信号的检测和处理

• 信号的分类

  序号	信号	描述
  1	SIGHUP	远程用户挂断
  2	SIGINT	输入中断信号（Ctrl+C）
  3	SIGQUIT	输入退出信号（Ctrl+\）
  4	SIGILL	非法指令
  5	SIGTRAP	遇到调试断电
  6	SIGIOT	IOT 指令
  7	SIGBUS	总线超时
  8	SIGFPE	浮点异常
  9	SIGKILL	要求终止进程（不可屏蔽）
  10	SIGUSR1	用户自定义
  11	SIGSEGV	越界访问内存
  12	SIGUSR2	用户自定义
  13	SIGPIPE	管道文件只有写进程，没有读进程
  14	SIGALRM	定时报警信号
  15	SIGTERM	软件终止信号

💬 进程对信号的处理

• 信号来源

  • 进程彼此间也可用系统提供的系统调用发送信号

  • 普通进程只能向具有相同 uid 和 gid 的进程发送信号或向相同进程组中的其他进程发送信号

• 处理方式

  • 忽略信号。但不能忽略 SIGKILL 和 SIGSTOP 信号

  • 阻塞信号。进程可以选择对某些信号予以阻塞

  • 由进程处理该信号。用户在 trap 命令中可以指定处理信号的程序，从而进程本身可在系统中标明处理信号的处理程序的地址。当发出该信号时，就由标明的处理程序进行处理

  • 由系统进行默认处理。系统内核对各种信号（除用户自定义之外）都规定了相应的处理程序。在默认情况下，信号就由内核处理，即执行内核预定的处理程序

  

💬 进程的信号处理函数

• 信号发送

  kill / raise / alarm / ualarm

  • kill

    • 功能：向指定进程发送信号

    • 函数声明：

      extern int kill(pid_t pid, int sig)

    • pid：发送信号的进程号

    • sig：发生的信号值

    • 返回值：0 代表成功；-1 代表出错

    • 注意：

      情况	描述
      pid>0	将信号发送给进程的 PID 值为 pid 的进程
      pid=0	将信号发送给和当前进程在同一进程组的所有进程
      pid=-1	将信号发送给系统内的所有进程
      pid<0	将信号发送给进程组号 PGID 为 pid 绝对值的所有进程

  • raise

    • 功能：向当前进程发送信号，可以唤醒进程

    • 函数声明：

      extern int raise(int sig)

    • sig：发送的信号值

    • 返回值：0 代表成功；-1 代表出错

  • alarm

    • 功能：定时产生一次 SIGALRM 信号

    • 函数声明：

      extern unsigned int alarm(unsigned int second)

    • 返回值：0 代表成功；-1 代表出错

  • ualarm

    • 功能：在指定时间开始定时重复产生 SIGALRM 信号

    • 函数声明：

      extern usecond ualarm(usecond value, usecond interval)

    • 举例：ualarm_exp.c

• 信号安装

  signal / sigaction

  struct sigaction {
      union {
          __sighandler_t _sa_handler;     // SIG_DFL、SIG_IGN 信号，类似 signal 函数
          void (*_sa_sigaction)(int, struct siginfo *, void *);       // 信号捕获函数，可以获取其它信息
      }__u;
  
      sigset_t sa_mask;       // 执行信号捕获函数期间要阻塞的其它信号集
      unsigned long sa_flags;     // 影响信号行为的特殊标志
      void (*sa_restorer)(void);      // 没有使用
  };
  #define sa_handler _u._sa_handler       // 对两成员进行重定义
  #define sa_sigaction _u._sa_sigaction

  • signal

    • 功能：设置一个函数来处理信号，即带有 sig 参数的信号处理程序

    • 函数声明：

      typedef void (*__sighandler_t) (int);
      extern __sighandler_t signal(int __sig, __sighandler_t __handler)

    • __sig：接收到的信号

    • __handler：接收到此信号后的处理函数入口（或下面几个宏：）

      /* Fake signal functions */
      #define SIG_ERR ((__sighandler_t) -1)   /* Error return */      // 返回错误
      #define SIG_DFL ((__sighandler_t) 0)    /* Default action */    // 执行信号默认操作
      #define SIG_IGN ((__sighandler_t) 1)    /* Ignore signal */     // 忽略信号

    • 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

  • sigaction

    • 功能：依参数 __sig 指定的信号编号来设置该信号的处理函数。参数 __sig 可以指定 __act 和 __oact 以外的所有信号

    • 函数声明：

      extern int sigaction(int __sig, struct sigaction *__act, struct sigaction *__oact)

    • __sig：接收到的信号

    • __act：指定欲设置的信号处理信息

    • __oact：返回执行此程序前此信号处理信息

• 信号屏蔽

  sigprocmask

  • sigprocmask

    • 功能：设置进程阻塞的信号集

    • 举例：sigprocmask_exp.c

• 信号等待

  pause / sigsuspend

  • pause

    • 功能：使当前进程处于等待状态，直到当前进程阻塞信号外任意一个信号出现

    • 函数声明：

      extern int pause(void)

  • sigsuspend

    • 功能：调用进程阻塞的信号集替换为其参数值，然后挂起该线程，直到传递一个非指定集合中信号为止

    • 函数声明：

      extern int sigsuspend(__const sigset_t *__set)

- End -