13 - 信号可靠性剖析

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1. 信号的可靠性

1.1 问题

• 基于信号发送的进程间通信方式可靠吗？？？

1.2 信号查看（kill -l）

1.3 信号的分类

1.3.1 不可靠信号（传统信号）

• 信号值在 [1, 31] 之间的所有信号

1.3.2 可靠信号（实时信号）

• 信号值在[SIGRTMIN, SIGRTMAX]，即： [34, 64]
  SIGRTMIN ==> 34
  SIGRTMAX ==> 64

1.3.3 信号小知识补充

• 信号32与信号33（SIGCANCEL & SIGSETXID）被 NPTL线程库 征用
  • （征用意指被明确赋予了含义）
• NPTL ==> Native Posix Threading Library
  • 即：POSIX线程标准库，Linux可以使用这个库进行多线程编程
• 对于Linux内核，信号32是最小的可靠信号
• SIGRTMIN在signal.h中定义，不同平台的linux可能不同（arm linux）

1.4 不可靠信号 vs 可靠信号

• 不可靠信号
  • 内核 不保证 信号可以递送到目标进程（内核对信号状态进行标记）
  • 如果信号处于未决状态（从信号产生到信号被进程接收之间的状态），并且相同信号被发送，内核丢弃后续相同信号
  • 进程只知道一个不可靠信号是否递达，没有办法知道这个不可靠信号递达了几次

• 可靠信号
  • 内核维护信号队列，未决信号位于队列中，因此 信号不会被丢弃
  • 严格意义上，信号队列 有上限，因此不能无限制保存可靠信号

1.5 一些注意事项

• 不可靠信号的默认处理行为可能不同（忽略，结束）
• 可靠信号的默认处理行为都是结束进程
• 信号的可靠性由信号数值决定，与发送方式无关
• 信号队列的上限可通过命令设置
  • 查询信号队列上限：ulimit -i
  • 设置信号队列上限：ulimit -i 10000

1.6 信号可靠性实验设计

• 目标：验证信号可靠性（不可靠信号 or 可靠信号）
• 方案：对目标进程“疯狂”发送N次信号，验证信号处理函数调用次数是怎么样的
• 预备函数：

int sigaddset(sigset_t* set, int signum);
int sigdelset(sigset_t* set, int signum);
int sigfillset(sigset_t* set);
int sigemptyset(sigset_t* set);
int sigprocmask(int how, const sigset_t* set, sigset_t* oldset);

1.7 编程实验：信号可靠性实验

【参看链接】：13 - 信号可靠性剖析 / 13 / 00信号可靠性实验

1. 不可靠信号

2. 可靠信号

3. ulimit

2. 基于信号的进程间通信实验

• 发送端：A 进程将 TLV 类型的数据 通过可靠信号传递给B进程
  • TLV：(type, length, value)
  • 由于可靠信号的限制，每次传输 4字节数据
• 接收端：B进程首先接收4字节数据（type或type+length）
  • 根据接收到的length信息，多次接收后续的字节数据
  • 每次只能接收4字节数据，设计层面需要进行 状态处理

2.1 状态设计

2.2 数据发送进程关键实现

2.3 数据接收进程关键实现

2.4 编程实验：进程间通信实验

【参看链接】：13 - 信号可靠性剖析 / 13 / 01进程间通信