Linux-C 进程通信之信号
Linux-C 进程通信之信号
一、简述
记--进程之间使用信号进行通信。异步信号包含： 非实时信号 、实时信号。
实时信号一定会响应，非实时信息号不一定会响应(可能会被忽略，或丢失)
信号一般有以下设定：
1，捕捉 （收到某个信号，做指定的动作，而不是做默认的）
2，忽略 （收到某个信号，不做什么动作）
3，阻塞 （收到某个信号，先做完当前事情，然后在响应信号）
4，按照默认动作
注：SIGKILL，SIGSTOP不能被捕捉
关于信号的详细说明请参考man手册：man 7 signal。
二、signal()与kill()
| 功能 | 简单的信号处理函数(信号捕捉函数) |
| 头文件 | #include |
| 原型 | typedef void (*sighandler_t)(int); //信号处理函数的 指针 sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler); |
| 参数 | signum：要捕捉的信号 handler：处理方式 1、SIG_IGN：忽略这个信号
|
| 返回值 | 成功：返回信号处理程序的先前值 出错：返回SIG_ERR，并设置errno |
| 备注 | 详细请查看man手册：man 2 signal (第7本也有)。可以配合kill()函数使用，kill()函数向某个进程发送某个指定的信号。 |
测试代码1：捕捉中断信号(SIGINT)，接收到中断信号后，打印一句话"receive signal %d\n"。其中在终端按下Ctrl+c就发出终端信号，未捕捉之前，终端信号默认结束程序。
#include
#include
#include
void SIGINT_handle(int sig_num)
{
printf("reveice signal %d \n", sig_num);
}
int main(int argc, char argv[])
{
int i;
signal(SIGINT, SIGINT_handle);
for(i=0; i<10; i++)
{
printf("i=%d \n", i);
sleep(1);
}
return 0;
} 运行结果
捕捉终端信号：
未捕捉的情况
| 功能 | 向一个进程发送信号 |
| 头文件 | #include #include |
| 原型 | int kill(pid_t pid, int sig); |
| 参数 | pid：进程ID （process id） sig：要发送的信号 |
| 返回值 | 成功：返回0 失败：返回-1，并设置error。 |
| 备注 | 详细请查看man手册：man 2 kill |
测试代码2：使用kill()函数向signal程序发送SIGUSR1信号，a程序捕捉到之后打印一句话"receive signal %d\n"，然后退出。
kill.c文件
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
int pid, ret;
if(argc <2)
{
printf("arg error![./kill pid]\n");
return -1;
}
sscanf( argv[1], "%d", &pid);
ret = kill(pid, SIGUSR1);
if(ret != 0 )
{
perror("kill SIGUSR1 error");
return -1;
}
printf("send SIGUSR1 to [pid]%d successful!\n", pid);
return 0;
} signal.c文件
#include
#include //sleep()
#include
#include //exit()
void SIGUSR1_handle(int sig_num)
{
printf("reveice signal %d \n", sig_num);
exit(0);
}
int main(int argc, char argv[])
{
int i;
signal(SIGUSR1, SIGUSR1_handle);
for(i=0; i<30; i++)
{
printf("i=%d \n", i);
sleep(1);
}
return 0;
}
运行结果：
三、sigprocmask()信号的阻塞
信号的阻塞：在阻塞过程中，信号不会丢失，会被挂起，等解开阻塞的时候再响应。
| 功能 | 阻塞信号，延迟响应 。（检查并更改阻塞的信号） |
| 头文件 | #include |
| 原型 | int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset); |
| 参数 | how：对信号的操作（应用于信号集合中的所有函数） SIG_BLOCK：添加信号集合里面的信号进行阻塞（原本的设置上添加设置） set：要设置的信号集合 oldset：用来保存旧的信号集合设置 |
| 返回值 | 成功：返回0 失败：返回-1，并设置error |
| 备注 | 在阻塞状态时，非实时信号可能会丢失 |
例子：对中断信号、退出信号进行阻塞。然后向sigprocmask程序发送中断信号(Ctrl+c)、退出信号(Ctrl+\)。那么sigprocmask程序收到信号后，不会立即响应，直到解除阻塞，才进行响应。其中，发送了两次中断信号（姑且命名为中断A,中断B），但是只响应了一次，是因为： 在某个时刻或阻塞时 接收到多个同一种非实时信号时，只会响应一次，其余丢弃，如果有一个已经开始响应了但是还没有结束，然后又来一个，那么这一个也会响应。
测试代码：
#include
#include
#include
void signal_handle(int sig_num)
{
printf("receive signal=%d\n", sig_num);
}
int main(void)
{
int i;
sigset_t sigset;
signal(SIGINT, signal_handle);
signal(SIGQUIT, signal_handle);
sigemptyset(&sigset);//清空集合
sigaddset(&sigset, SIGINT);//将中断信号添加到 阻塞集合中
sigaddset(&sigset, SIGQUIT);//将退出信号添加到 阻塞集合中
sigprocmask(SIG_BLOCK, &sigset, NULL);//对信号进行阻塞
for(i=0; i<10; i++)
{
printf("i=%d \n", i);
sleep(1);
}
sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &sigset, NULL);//解开对信号的阻塞
printf("hello\n");
return 0;
}
运行结果：
四、带数据的信号的发送与处理：sigaction()与sigqueue()
| 功能 | 检查并改变信号动作（捕捉信号，指定处理动作） |
| 头文件 | #include |
| 原型 | int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact); |
| 参数 | signum：捕捉的信号 act：信号动作结构体，用来登记对这个信号进行处理的动作。
struct sigaction //指定的信号过来将会被挂起，等函数结束后再执行
oldact：用来保存原来的设置，如果是NULL则不保存。 |
| 返回值 | 成功：返回0 失败：返回-1，并设置error |
| 备注 | siginfo_t { int si_signo; /* Signal number */ int si_errno; /* An errno value */ int si_code; /* Signal code */ int si_trapno; /* Trap number that caused hardware-generated signal (unused on most architectures) */ pid_t si_pid; /* Sending process ID */ uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */ int si_status; /* Exit value or signal */ clock_t si_utime; /* User time consumed */ clock_t si_stime; /* System time consumed */ sigval_t si_value; /* Signal value */ int si_int; /* POSIX.1b signal */ void *si_ptr; /* POSIX.1b signal */ int si_overrun; /* Timer overrun count; POSIX.1b timers */ int si_timerid; /* Timer ID; POSIX.1b timers */ void *si_addr; /* Memory location which caused fault */ long si_band; /* Band event (was int in glibc 2.3.2 and earlier) */ int si_fd; /* File descriptor */ short si_addr_lsb; /* Least significant bit of address (since Linux 2.6.32) */ void *si_lower; /* Lower bound when address violation occurred (since Linux 3.19) */ void *si_upper; /* Upper bound when address violation occurred (since Linux 3.19) */ int si_pkey; /* Protection key on PTE that caused fault (since Linux 4.6) */ void *si_call_addr; /* Address of system call instruction (since Linux 3.5) */ int si_syscall; /* Number of attempted system call (since Linux 3.5) */ unsigned int si_arch; /* Architecture of attempted system call (since Linux 3.5) */ }； |
| 功能 | 将信号和数据发送到指定进程 |
| 头文件 | #include |
| 原型 | int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value); |
| 参数 | pid：进程ID sig：要发送的信号 value：附加数据 union sigval //注：这是共用体、两者取其一 |
| 返回值 | 成功：返回0 失败：返回-1，并设置error |
| 备注 | 跟sigaction结合使用 |
例子：sigqueue程序向sigaction程序发送SIGUSR1信号，并附带int型数据123，sigaction捕捉到信号后，打印出信号发送方的PID和附加的数据，然后退出。
测试代码：
sigaction.c文件
include
#include
#include
#include
void sigaction_handle(int signum, siginfo_t *info, void * ucontext)
{
printf("info.si_pid=%d\n", info->si_pid);//打印信号发送方的pid
printf("info.si_int=%d\n", info->si_int);//打印信号发送方的附加数据
exit(0);
}
int main(void)
{
int i;
struct sigaction act, oldact;
act.sa_flags = SA_SIGINFO;//使用带参数的信号处理函数
act.sa_sigaction = sigaction_handle;
//sigemptyset(&act.sa_mask);//清空原来集合
//sigfillset(&act.sa_mask);//将所有信号添加到集合
sigaction(SIGUSR1, &act, &oldact);//捕捉sigqueue发送的SIGUSR1信号
for(i=0; i<30; i++)
{
printf("i=%d\n", i);
sleep(1);
}
return 0;
}
sigqueue.c文件
#include
#include
#include //getpid()
#include
int main(int argc, const char *argv[])
{
if(argc < 2)
{
printf("arg error\n");
return -1;
}
union sigval value;
value.sival_int = 123;
int sig_num, pid;
sscanf(argv[1], "%d", &pid);
sigqueue(pid, SIGUSR1, value);//向指定的pid发送SIGUSR1信号
printf("mypid=%d\n", getpid());//打印当前进程的ID号
return 0;
} 运行结果：
五、补充
1、查看进程相关信息
ps：查看进程状态 (一个瞬间的进程状态，静态)
top：“实时查看” ，按q退出 (实时动态显示)
pstree 树状查看 (可以看出所属子进程)
2、对某个进程发送信号
kill -s 指定发送一个信号 进程的pid
killall：指定一个应用程序名字去发送信号
kill -l 查看系统有什么信号
其中SIGKILL,SIGSTOP只能按照系统默认动作执行，不能捕捉，阻塞及忽略
前面31个是非实时信号：
1，每一个非实时信号对应一个信号名
2，每一个非实时信号基本上都会对应一个系统事件
3，信号有可能会丢失
后面的31个是实时信号：
1，信号不会丢失
2，优先级比非实时信号要高
2、信号发送：
1，自己发给自己： raise()函数
2，发送信号给其他进程：
kill -s 信号 进程号
killall -s 信号 进程名字
3、信号的继承
1，信号初始化的设置是会被子进程继承的
2，信号的阻塞设置是会被子进程继承的
3，被挂起的信号是不会被子进程继承的
4、信号处理函数里面应该注意的地方：
1，不应该在信号处理函数里面操作全局变量（如果要操作，记得加锁）
2，应该注意一下一些函数调用是否安全，可以查看man 7 signal
5、测试所有信号的响应优先级
实时信号34-64：数字大的优先响应；
从1号信号开始发送
测试代码：
kill.c文件
#include
#include
int main(int argc, const char *argv[])
{
int signum, pid;
if(argc < 2)
{
printf("arg error\n");
return -1;
}
sscanf(argv[1], "%d", &pid);
//向指定的进程发送所有的信号(不发送SIGKILL、SIGSTOP)
for(signum=1; signum<=64; signum++)
{
//系统没有32、33编号的信号，避免程序被kill掉或停止，不发送SIGKILL、SIGSTOP
if(signum == 33 || signum == 32 || signum == SIGKILL || signum == SIGSTOP)
continue;
kill(pid, signum );
}
printf("send signal over\n");
return 0;
}
signal.c文件
#include
#include
#include
void signal_handle(int signum)
{
printf("signal_handle signum=%d\n", signum);
}
int main(void)
{
int signum, i;
struct sigaction act, oldact;
//捕捉所有的信号
for(signum = 1; signum<65; signum++)
{
if(signum == 33 || signum == 32)
continue;
signal(signum, signal_handle);
}
printf("wait signal\n");
//延时30秒，等待信号处理完毕
for(i=0; i<30; i++)
{
sleep(1);
}
return 0;
} 运行结果：
signal_handle signum=64
signal_handle signum=63
signal_handle signum=62
signal_handle signum=61
signal_handle signum=60
signal_handle signum=59
signal_handle signum=58
signal_handle signum=57
signal_handle signum=56
signal_handle signum=55
signal_handle signum=54
signal_handle signum=53
signal_handle signum=52
signal_handle signum=51
signal_handle signum=50
signal_handle signum=49
signal_handle signum=48
signal_handle signum=47
signal_handle signum=46
signal_handle signum=45
signal_handle signum=44
signal_handle signum=43
signal_handle signum=42
signal_handle signum=41
signal_handle signum=40
signal_handle signum=39
signal_handle signum=38
signal_handle signum=37
signal_handle signum=36
signal_handle signum=35
signal_handle signum=34
signal_handle signum=30
signal_handle signum=29
signal_handle signum=28
signal_handle signum=27
signal_handle signum=26
signal_handle signum=25
signal_handle signum=24
signal_handle signum=23
signal_handle signum=22
signal_handle signum=21
signal_handle signum=20
signal_handle signum=17
signal_handle signum=16
signal_handle signum=15
signal_handle signum=14
signal_handle signum=13
signal_handle signum=12
signal_handle signum=10
signal_handle signum=6
signal_handle signum=3
signal_handle signum=2
signal_handle signum=1
signal_handle signum=31
signal_handle signum=11
signal_handle signum=8
signal_handle signum=7
signal_handle signum=5
signal_handle signum=4
================================================================================================
从64号开始发送
运行结果：
signal_handle signum=64
signal_handle signum=63
signal_handle signum=62
signal_handle signum=61
signal_handle signum=60
signal_handle signum=59
signal_handle signum=58
signal_handle signum=57
signal_handle signum=56
signal_handle signum=55
signal_handle signum=54
signal_handle signum=53
signal_handle signum=52
signal_handle signum=51
signal_handle signum=50
signal_handle signum=49
signal_handle signum=48
signal_handle signum=47
signal_handle signum=46
signal_handle signum=45
signal_handle signum=44
signal_handle signum=43
signal_handle signum=42
signal_handle signum=41
signal_handle signum=40
signal_handle signum=39
signal_handle signum=38
signal_handle signum=37
signal_handle signum=36
signal_handle signum=35
signal_handle signum=34
signal_handle signum=30
signal_handle signum=29
signal_handle signum=28
signal_handle signum=27
signal_handle signum=26
signal_handle signum=25
signal_handle signum=24
signal_handle signum=23
signal_handle signum=22
signal_handle signum=21
signal_handle signum=20
signal_handle signum=17
signal_handle signum=16
signal_handle signum=15
signal_handle signum=14
signal_handle signum=13
signal_handle signum=12
signal_handle signum=10
signal_handle signum=6
signal_handle signum=3
signal_handle signum=2
signal_handle signum=1
signal_handle signum=31
signal_handle signum=11
signal_handle signum=8
signal_handle signum=7
signal_handle signum=5
signal_handle signum=4