Linux进程间通信(2):信号

接上一篇的内容——Linux进程间通信(1):管道

参考书籍：《从实践中学嵌入式linux应用程序开发》（华清远见嵌入式学院）

《UNIX网络编程 卷2 进程间通信(第2版)(中文版)》

参考链接：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-ipc/part2/index1.html

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-ipc/part2/index2.html

信号本质:
信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟。在原理上，一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。信号是异步的，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号到底什么时候到达。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。信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制，可以看作是异步通知，通知接收信号的进程有哪些事情发生了。

信号来源:
信号事件的发生有两个来源：硬件来源(比如我们按下了键盘或者其它硬件故障)；软件来源，最常用发送信号的系统函数是kill, raise, alarm和setitimer以及sigqueue函数，软件来源还包括一些非法运算等操作。

下面是几种常见的信号：
SIGHUP ：从终端上发出的结束信号.
SIGINT ：来自键盘的中断信号 ( ctrl + c ) .
SIGKILL ：该信号结束接收信号的进程 .
SIGTERM：kill 命令发出 的信号.
SIGCHLD：标识子进程停止或结束的信号.
SIGSTOP：来自键盘 ( ctrl + z ) 或调试程序的停止执行信号.

进程对信号的响应:     进程可以通过三种方式来响应一个信号：
（1）忽略信号，即对信号不做任何处理，其中，有两个信号不能忽略：SIGKILL及SIGSTOP；
（2）捕捉信号。定义信号处理函数，当信号发生时，执行相应的处理函数；
（3）执行缺省操作，Linux对每种信号都规定了默认操作。

信号生命周期：
对于一个完整的信号生命周期(从信号发送到相应的处理函数执行完毕)来说，可以分为三个重要的阶段，这三个阶段由四个重要事件来刻画：信号诞生；信号在进程中注册完毕；信号在进程中的注销完毕；信号处理函数执行完毕。相邻两个事件的时间间隔构成信号生命周期的一个阶段。

这里信号的产生、注册、注销等是指信号的内部实现机制，而不是信号的函数实现。因此，信号注册与否与后面要讲的发送信号函数（如kill等）及信号安装函数（如signal等）无关，只与信号值有关。

信号发送与捕捉：
信号发送：kill()和raise()

/*kill_raise.c*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    int ret;
    if((pid=fork())<0)
    {
        printf("fork eoor\n");
        exit(1);
    }
    if(pid==0)
    {
        printf("child(pid:%d) is waiting for any signal\n",getpid());
        raise(SIGSTOP);//调用raise函数发出SIGSTOP信号
        exit(0);
    }
    else
    {
        if((waitpid(pid,NULL,WNOHANG))==0)
        {
            if((ret = kill(pid,SIGKILL)) == 0)//调用kill函数
            {
                printf("parent kill %d\n",pid);
            }
        }
        waitpid(pid,NULL,0);
        exit(0);
    }
}

信号捕捉：alarm()、pause()
alarm()也常为闹钟函数，当定时器指定的时间到时，就向进程发出SIGALARM信号。一个进程只有一个闹钟时间，如果在调用alarm()之前已设置过闹钟时间，则任何以前的闹钟时间都被新值所替换。
pause()函数用于将调用进程挂起直至捕捉到信号为止。

/*alarm_pause.c*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    int ret = alarm(5);//调用alarm定时器函数
    pause();
    printf("i have been wake up.\n",ret);//此句不会被执行
}

信号处理：signal()、信号集函数组
linux主要有两个函数实现信号的处理：signal()、sigaction()。其中signal()在可靠信号系统调用的基础上实现, 是库函数。它只有两个参数，不支持信号传递信息，主要是用于前32种非实时信号的处理；而sigaction()是较新的函数（由两个系统调用实现：sys_signal以及sys_rt_sigaction），有三个参数，支持信号传递信息，主要用来与 sigqueue() 系统调用配合使用，当然，sigaction()同样支持非实时信号的处理。sigaction()优于signal()主要体现在支持信号带有参数。

/*signal.c*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
void func(int sign_no){
    if(sign_no == SIGINT){
        printf("i have get SIGINT\n");
    }
    if(sign_no == SIGQUIT){
        printf("i have get SIGQUIT\n");
    }
}
int main()
{
    printf("waiting for signal SIGINT or SIGQUIT...\n");
    signal(SIGINT,func);
    signal(SIGQUIT,func);
    pause();
    exit(0);
}

/*sigaction.c*/
int main()
{
    struct sigaction action;
    printf("waiting for signal SIGINT or SIGQUIT...\n");
    /*sigaction结构初始化*/
    action.sa_handler = func;
    sigemptyset(&action.sa_mask);
    action.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGINT,&action,0);
    sigaction(SIGQUIT,&action,0);
    pause();
    exit(0);
}