进程间通信----信号

信号

什么是信号？信号是给程序提供一种可以处理异步事件的方法，它利用软件中断来实现。不能自定义信号，所有信号都是系统预定义的。

信号由谁产生？

1. 由shell终端根据当前发生的错误（段错误、非法指令等）

• 比如：Ctrl+c而产生相应的信号
• socket通信或者管道通信,如果读端都已经关闭，执行写操作（或者发送数据），将导致执行写操作的进程收到SIGPIPE信号（表示管道破裂）
• 该信号的默认行为：终止该进程。

2. 在shell终端，使用kill或killall命令产生信号
   例子,捕捉ctrl+c信号
   

3. 在程序代码中，调用kill系统调用产生信号

有哪些信号

-------------------------------------------
信号名称 			说明
-------------------------------------------
SIGABORT		进程异常终止
SIGALRM 	    超时告警
SIGFPE 			浮点运算异常
SIGHUP 			连接挂断
SIGILL 		    非法指令
SIGINT 			终端中断  (Ctrl+C将产生该信号)
SIGKILL 		  *终止进程                             
SIGPIPE 			向没有读进程的管道写数据
SIGQUIT 			终端退出（Ctrl+\将产生该信号）
SIGSEGV 			无效内存段访问
SIGTERM 		终止
SIGUSR1      *用户自定义信号1
SIGUSR2 		 *用户自定义信号2 
-------------------------------------->以上信号如果不被捕获，则进程接受到后都会终止！
SIGCHLD 		子进程已停止或退出
SIGCONT 	 *让暂停的进程继续执行
SIGSTOP 		 *停止执行(即“暂停")
SIGTSTP 			中断挂起
SIGTTIN 			后台进程尝试读操作
SIGTTOU 		后台进程尝试写
-------------------------------------------

信号的处理

• 忽略此信号
• 捕捉信号，指定信号处理函数进行处理
• 执行系统默认动作，大多数都是终止进程

信号的捕获

• 信号的捕获，是指，指定接受到某种信号后，去执行指定的函数。
• 注意：SIGKILL和SIGSTOP不能被捕获，即，这两种信号的响应动作不能被改变。
• 信号的安装

  1) 使用signal

 typedef void (*sighandler_t)(int);
 // 注：signal的返回类型，和它的第二个参数，都是函数指针类型
 sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

参1：指定哪个信号
参2：signal的参数2可去以下特殊值：SIG_IGN 忽略信号---------SIG_DFL 恢复默认行为

实例：main2.c 改变终端中断信号的行为

• 当按下一次ctrl + c的时候，SIGNT信号就恢复了默认设置

#include 
#include 
#include 

void myhandle(int sig) 
{
	printf("Catch a signal : %d\n", sig);
        //使SIGINT信号(ctrl + c)恢复默认处理
    signal(SIGINT,SIG_DEL);// 按下第二次ctrl + c的时候进程终止
}

int main(void) 
{
	signal(SIGINT, myhandle);
	while (1) {
        sleep(1);
	}

	return 0;
}

2) 使用sigaction （项目实战强烈推荐使用）

sigaction与signal的区别： sigaction比signal更“健壮”，建议使用sigaction

用法：man 2 sigaction
相关结构体

struct sigaction {
	void (*sa_handler)(int);   /* 信号的响应函数 */
	sigset_t   sa_mask;          /* 屏蔽信号集  就是阻塞等待处理的信号*/
	      
	 /* 当sa_flags中包含 SA_RESETHAND时，接受到该信号并调用指定的信号处理函数执行之后，
	 把该信号的响应行为重置为默认行为SIG_DFL */                   
	int sa_flags;               
            ...
        }

补充：

当sa_mask包含某个信号A时，则在信号处理函数执行期间，如果发生了该信号A，则阻塞该信号A(即暂时不响应该信号），直到信号处理函数执行结束。即，信号处理函数执行完之后，再响应该信号A

实例：main4.c

• 实现捕捉 ctrl + c 信号

#include 
#include 
#include 

void myhandle(int sig) 
{
	printf("Catch a signal : %d\n", sig);
}

int main(void) 
{
	struct sigaction act;// 创建结构体

	act.sa_handler = myhandle;// 设置信号处理函数
	sigemptyset(&act.sa_mask);// 清空屏蔽信号集
    act.sa_flags = 0;

	sigaction(SIGINT, &act, 0);// 第三个参数是保存之前信号处理的状态

	while (1) {}

	return 0;
}

main5.c

• 实现捕捉一次 ctrl + c 后 , chrl + c 信号实现默认操作

#include 
#include 
#include 

void myhandle(int sig) 
{
	printf("Catch a signal : %d\n", sig);
}

int main(void) 
{
	struct sigaction act;

	act.sa_handler = myhandle;
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	//act.sa_flags = 0;
	act.sa_flags = SA_RESETHAND;// 捕捉一次信号后恢复默认处理

	sigaction(SIGINT, &act, 0);

	while (1) {}

	return 0;
}

信号的发送

信号的发送方式：
      在shell终端用快捷键产生信号
      使用kill，killall命令。
      使用kill函数和alarm函数

1) 使用kill函数
	给指定的进程发送指定信号
	用法：man 2 kill
	注意：
	    给指定的进程发送信号需要“权限”：
	    普通用户的进程只能给该用户的其他进程发送信号
	    root用户可以给所有用户的进程发送信号

int kill(pid_t pid, int sig);// 参数: 进程号  发送的信号

实例：main6.c创建一个子进程,子进程每秒中输出字符串“child process work!",父进程等待用户输入，如果用户按下字符A, 则向子进程发信号SIGUSR1, 子进程的输出字符串改为大写; 如果用户按下字符a, 则向子进程发信号SIGUSR2, 子进程的输出字符串改为小写.
注意:这里按下A后要马上按下回车才会被父进程接受
main6.c

#include 
#include 
#include 

int workflag = 0;
void work_up_handle(int sig) {
	workflag = 1;
}
void work_down_handle(int sig) {
	workflag = 0;
}

int main(void) 
{
	pid_t pd;
	char c;

	pd = fork();
	if (pd == -1) {
		printf("fork error!\n");
		exit(1);
	} else if (pd == 0) {
	// 子进程操作
		char *msg;
		
		// 这里绑定了两个信号SIGUSR1 , SIGUSR2
		struct sigaction act; 
		act.sa_flags = 0;
		act.sa_handler = work_up_handle;
		sigemptyset(&act.sa_mask);// 清空掩码		
		sigaction(SIGUSR1, &act, 0);
		
		act.sa_handler = work_down_handle;
		sigaction(SIGUSR2, &act, 0);
		
		while (1) {
			if (!workflag) {
				msg = "child process work!";
			} else {
				msg = "CHILD PROCESS WORK!";
			}
			printf("%s\n", msg);
			sleep(1);
		}
		
	} else {
		while(1) {
			c = getchar();
			if (c == 'A') {
                 // pd为子进程id,给子进程发送SIGUSR1信号
				kill(pd, SIGUSR1);
			} else if (c == 'a') {
				kill(pd, SIGUSR2);
			}
		}
	}
	

	return 0;
}