目录
一,信号内核表示
sigset_t
sigprocmask
sigpending
二,捕捉信号
sigaction
三,可重入函数
四,volatile
五,SIGCHLD
信号常见概念
- 实际执行信号的处理动作,称为信号递达Delivery;
- 信号从产生到递达的状态,称为信号未决Pending;
- 进程可选择阻塞某个信号;
- 被阻塞的信号产生时将保持在未决状态,直到进程解除对此信号的阻塞,才会执行递达动作;
- 阻塞和忽略是不同的,信号被阻塞就不会递达,忽略是递达后可选的一种处理动作;
一,信号内核表示
sigset_t
//信号集操作函数
//在使用sigset_t类型的变量之前,一定要调用sigempty或sigfillset初始化,以使信号集处于确定状态;
//初始化后,即可调用sigaddset和sigdelset在信号集中添加或删除某种有效信号;
#include
int sigemptyset(sigset_t* set) //初始化信号集,使所有信号对应bit清零,表示该信号集不包含任何有效信号;
int sigfillset(sigset_t* set) //初始化信号集,使所有信号对应bit清零,表示该信号集的有效信号;
int sigaddset(sigset_t* set, int signo)
int sigdelset(sigset_t* set, int signo)
int sigismember(const sigset_t* set, int signo)
sigprocmask
#include
int sigprocmask(int how, const sigset_t* set, sigset_t* oset);
sigpending
#include
int sigpending(sigset_t* set)
#include
#include
#include
using namespace std;
void show_pending(sigset_t* pending){
for(int i=1; i<32; i++){
if(sigismember(pending, i))
cout<<"1";
else
cout<<"0";
}
cout<
[wz@192 Desktop]$ g++ test.cpp -o test
[wz@192 Desktop]$ ./test
0000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000
^C0100000000000000000000000000000
0100000000000000000000000000000
0100000000000000000000000000000
0100000000000000000000000000000
0100000000000000000000000000000
0100000000000000000000000000000
0100000000000000000000000000000
0100000000000000000000000000000
二,捕捉信号
如信号的处理动作是用户自定义函数,在信号递达时就调用该函数,称为捕捉信号;由于信号处理函数的代码在用户空间,处理过程比较复杂;如,用户程序注册了SIGQUIT信号的处理函数sighandler,当前正在执行main函数,此时发生中断或异常,切换达到内核态;在中断处理完毕后要返回用户态的main函数之前检查到有信号SIGQUIT递达;内核决定返回用户态后不是恢复main函数的上下文继续执行,而是执行sighandler函数,sighandler和main函数使用不同的堆栈空间,不存在调用和被调用的关系,是两个独立的控制流程;sighandler函数返回后自动执行特殊的系统调用sigreturn再次进入内核态;如没有新的信号递达,再返回用户态就是恢复main函数的上下文继续执行;
sigaction
当某个信号的处理函数被调用时,内核自动将当前信号加入进程的信号屏蔽字,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字,这样就保证了在处理某个信号时,如这种信号再次产生,那么会被阻塞到当前处理结束为止;
如在调用信号处理函数时,除了当前信号被自动屏蔽之外,还希望自动屏蔽另外一些信号,则用sa_mask字段说明这些需要额外屏蔽的信号,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字;
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void handler(int signo){
cout<<"get a signo: "<
用户态,内核态;用户态需通过系统调用来访问内核数据,调用系统调用时系统会自动切换 身份;CPU会存在一个权限相关的寄存器数据,标识所处状态;每个用户进程都有自己的用户级页表,而OS只有一份内核页表;由于用户态和内核态的权限级别不同,所能看到的资源也是不一样的;
实时信号,不会丢失,会排队执行;
三,可重入函数
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void show(int signo){
int i=0;
while(i<5){
cout<<"show(), signo: "<
[wz@192 Desktop]$ ./test
show(), signo: 999
show(), signo: 999
show(), signo: 999
^Chandler calling...
show(), signo: 2
show(), signo: 2
show(), signo: 2
show(), signo: 2
show(), signo: 2
show(), signo: 999
show(), signo: 999
像以上,insert插入函数被不同控制流调用,可能在第一次调用还没返回时,就再次进入该函数,称为重入;insert函数访问一个全局链表,有可能因为插入而造成错乱,像这样的函数称为不可重入函数;反之,如一函数只访问自己的局部变量或参数,称为可重入函数;所学的大部分函数都是不可重入的;
如函数符合以下条件之一,则是不可重入:
四,volatile
C语言关键字,保持内存的可见性;
#include
#include
int flag=0;
void handler(int signo){
flag=1;
printf("handler calling, get signo: %d\n", signo);
}
int main(){
signal(2, handler);
while(!flag); //注意没有循环体
printf("process quit normal!\n");
return 0;
}
[wz@192 Desktop]$ gcc -o test test.c
[wz@192 Desktop]$ ./test
^Chandler calling, get signo: 2
process quit normal!
//优化级别1
[wz@192 Desktop]$ gcc -o test test.c -O1
[wz@192 Desktop]$ ./test
^Chandler calling, get signo: 2
^Chandler calling, get signo: 2
^Chandler calling, get signo: 2
优化后,flag被放在了CPU的寄存器当中,while循环的flag并不是内存中的最新flag;使用volatile关键字修饰变量后,则该变量不允许在被优化,对该该变量的任何操作都必须在真实的内存中进行;
#include
#include
volatile int flag=0;
void handler(int signo){
flag=1;
printf("handler calling, get signo: %d\n", signo);
}
int main(){
signal(2, handler);
while(!flag); //注意没有循环体
printf("process quit normal!\n");
return 0;
}
[wz@192 Desktop]$ gcc -o test test.c -O1
[wz@192 Desktop]$ ./test
^Chandler calling, get signo: 2
process quit normal!
五,SIGCHLD
SIGCHLD是第17号信号;进程wait、waitpid函数清理僵死进程,父进程可阻塞等待子进程结束,也可非阻塞查询是否有子进程结束等待清理(轮询);第一种方式父进程阻塞了,就不能处理自己的工作,第二种方式父进程在处理自己的工作同时还要记得轮询,程序实现复杂;
其实,子进程在终止时会给父进程发送SIGCHLD信号,该信号默认处理动作为忽略,父进程可自定义SIGCHLD信号的处理函数;这样父进程只需专心处理自己的工作,不必关心子进程;子进程终止时通知父进程,父进程在信号处理函数中调用wait清理子进程即可;
由于UNIX的历史原因,要想不产生僵死进程,还可在父进程调用sigaction时将SIGCHLD处理动作置为SIG_IGN,这样fork出来的子进程在终止时会自动清理,不会产生僵死进程,也不会通知父进程;系统默认的忽略动作和用户用sigaction函数自定义的忽略,通常是没有区别的,但这是特例;此方法对于Linux可用,但不保证在其他UNIX系统上都可使用;
#include
#include
#include
#include
#include
void handler(int signo){
printf("father get signo: %d\n", signo);
pid_t id;
//可能有多个子进程
while((id=waitpid(-1,NULL,WNOHANG))>0){
printf("wait child success: %d\n", id);
}
printf("child is quit! %d\n", getpid());
}
int main(){
signal(SIGCHLD, handler);
pid_t cid;
if((cid=fork()) == 0){
printf("child: %d\n", getpid());
sleep(3);
exit(1);
}
while(1){
printf("father process...!\n");
sleep(1); //可以提前被唤醒
}
return 0;
}
[wz@192 Desktop]$ gcc -o test test.c
[wz@192 Desktop]$ ./test
father process...!
child: 99919
father process...!
father process...!
father get signo: 17
wait child success: 99919
child is quit! 99918
father process...!
father process...!
father process...!
father process...!
如不设置signal,子进程终止时,就会产生僵死进程;
如设置为SIG_IGN,子进程终止时,自动清理;
//如设置为忽略,fork出来的子进程在终止时会自动清理,不会产生僵死进程 signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
等待子进程,避免Z进程内存泄露,可能需获取子进程的退出码;父进程不关心子进程退出码,可不wait,如关心退出码必须wait;