Linux系统编程.NO13——信号与管道

10.信号与管道

10.1.信号的概念

Linux系统中，信号是一个32位的整型，每个信号代表一种信息，都以 SIG开头，使用命令kill -l查看所有信号。前31位的信号是不可靠信号，后面的是可靠信号，不可靠是指不支持排队，可能造成信号丢失。常见信号有：
1）SIGHUP:使进程执行exit动作，用于退出终端时对终端下所有进程发出该信息以关闭进程，要么nohup忽略该信号，要么写成一个daemon守护进程。
2）SIGINT:终止进程，Ctrl+C发出的即是这个信号
3）SIGQUIT:终止进程，退出时会产生core文件
9）SIGKILL：强制终止进程，该信号不能被捕获、封锁或者忽略
15）SIGTERM:kill命令的默认信号，杀死一般正常进程
19）SIGSTOP:强制暂停进程，该信号不能被进程所处理
18）SIGCONT:对于被SIGSTOP暂停的进程使用，作用是恢复进程的运行，该信号一样无法被进程所处理，和SIGKILL一样
13）SIGPIPE:在网络编程中，如果客户端已经关闭了套接字，但是服务器调用了send函数，第一次会收到RST segment，如果再次调用send函数，服务器就会收到本信号，从而关闭该服务进程，一般会手动将该信号忽略。
17）SIGCHLD:当服务器采用fork函数生成子进程，子进程退出又需要使用wait函数回收资源，但如果不需要子进程退出后的状态，可以使用signal(SIGCHLD,SIG_IGN)让系统去回收子进程。

10.2.信号的响应

当进程接收到信号之后，可能产生三种动作，也就是三种响应方式：

1. 忽略信号
2. 执行系统默认动作
3. 捕捉信号
   当然SIGKILL和SIGSTOP信号是不能被捕捉和忽略的，如果进程不做设置，则进程会进行默认处理。

10.3.信号控制函数

1.int kill(pid_t pid,int sig)
函数功能是发送一个信号，pid指接收信号的PID,sig是要发送的信号，返回0表示成功，返回-1表示失败。
pid>0表示发送给指定的进程
pid== 0表示将信号发给调用进程的同组进程，包括自己
pid==-1，指将信号发送给除祖宗进程以外的所有进程（前提是该进程有此权限）
pid<-1表示将信号给送给进程组为-pid的进程
头文件是
2.int raise(int sig)
给当前进程发送信号，参数就是具体要发送的信号，成功返回0，失败返回非0值。
头文件是
3.unsigned int alarm(unsigned int seconds)
函数功能是设置一个定时器，返回值是上一个定时器的剩余时间，没有其他定时器则返回0，参数seconds是指定定时的时间，单位是秒。
每个进程都应该最多只有一个闹钟时间，如果使用alarm之前已经设置了其他闹钟并且还没有超时，则此次alarm就会返回上个闹钟所剩下的剩余值，并重新设置闹钟时间。
头文件是
4.sighandler_t signal(int signum,sighandler_t handler)
作用是设置信号的响应方式，signum是指信号，handler是指响应方式（执行某个操作或者执行处理函数，而且该函数必须有一个参数，并且会默认将本信号作为参数传入该函数，而且调用该函数时只需要写函数名即可）
linux定义了三个宏，SIG_ERR用于作为signal函数出错的返回值，SIG_IGN作为signal函数第二个参数表示忽略这个信号，SIG_DFL也是可以作为signal函数第二个参数表示按照系统默认执行。
头文件
5.unsigned int sleep(unsigned int seconds)
睡眠函数，使当前进程睡眠，睡眠结束时返回0，否则返回剩余时间，参数seconds指定睡眠时长，单位是秒。
头文件是
6.int pause(void)
暂停并等待信号，调用pause会使进程挂起，直到进程捕捉到一个信号，并且当执行完信号处理函数并返回时，pause才会返回。pause函数如果要和signal函数配合使用，signal必须要写在pause前面，返回值是-1.
头文件是
7.void abort（void）
使进程异常停止，此函数使得内核向进程发送一个SIGABRT信号，进程可以捕捉该信号。
头文件是

10.4.管道概念

管道是一种进程间通信方式，通信双方通过管道进行数据交流，但是管道只能是半双工传输数据，任意时刻只能有一个数据流，即虽然双方可以互相发送数据，但是不能同时发数据。
使用管道的双方一定要有共同的祖先进程，管道通信是由一方将数据写入管道，然后另一方再从管道读取数据，这样就需要一个数据缓存区，该缓存区在内存中，所以读写速度很快，大小为4096字节（使用命令ulimit -p）可以查看缓存区大小（以512字节位单位），所以如果缓存已满，写函数就会阻塞，直到读函数读走数据再写入，如果没有读函数只有写函数，内核将发送SIGPIPE,系统将会退出程序。

10.5.创建管道函数

1.创建无名管道
int pipe（int fds[2]）
功能是创建一个管道，成功返回0，失败返回-1.一个进程创建的管道会拥有两个管道描述符，fds[0]和fds[1],其中fds[0]是读取端，fds[1]是写入端。pipe要求通信双方必须是父子进程。
当两个进程通信时候，发送数据的一方关闭fds[0],使用fds[1],而接受数据的一方关闭fds[1],使用fds[0]. 失败返回-1，成功返回0.
头文件是
2.创建有名管道
int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode)
功能是创建一个有名管道，pathname是该管道文件路径名，mode是指定管道文件的访问权限，如直接填0664。
创建管道成功后，就可以使用open，read，write，close函数对文件进行读写等操作。失败返回-1，成功返回0.