Unix信号处理一些笔记

从信号到线程，然后再到线程中的信号，再然后就是守护进程中关于信号的一些个实例，一堆系统调用，有点迷茫，貌似又有一线线索在串起这些个知识点，嗯，就先把这些知识点写出来，再总结吧。

1、进程的信号屏蔽字：规定了进程当前要阻塞的信号集。

     sigprocmask调用就是设置当前进程的信号屏蔽字的，但要注意，该调用对基于线程的信号处理是无效的（后面将提及，pthread_sigmask调用才是针对线程的信号屏蔽字的设置）。

2、如果有信号被阻塞，也就是未决状态的信号，那么可以调用sigpending取得当前所有的未决信号集，多次发生的信号会被认为是发生了一次，并写入sigpending传入的参数指针指向的内存中。注，这时这些信号仍旧是未决状态，sigpending所做的就是查询一下当前有哪些信号被block掉了。

3、有什么办法可以临时解除某些信号的屏蔽，并等待这些信号的发生，在这些信号发生后，调用进程停止等待，继续执行，并恢复原先的信号屏蔽设置呢？有的，就是sigsuspend，该调用临时设置参数指定屏蔽字为当前进程的信号屏蔽字，在捕捉到一个信号或者发生了一个会终止该进程的信号之前，该进程被挂起，如果捕捉到一个信号而且从该信号处理程序返回，则sigsuspend返回，并且将该进程的信号屏蔽字设置为调用sigsuspend之前的值。

下面一个例子：

void sig_usr(int signo)
{
    // do some things about signal
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    sigset_t global_mask;
    sigset_t tmp_mask;

    if (SIG_ERR == signal(SIGUSR1, sig_usr)) {
        perror("signal error");
        exit(1);
    }

    // block all signals
    sigfillset(&global_mask);
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &global_mask, NULL);

    // unblock SIGUSR1 temporarily
    sigfillset(&tmp_mask);
    sigdelset(&tmp_mask, SIGUSR1);
    sigsuspend(&tmp_mask);
    printf("after sigsuspend.....\n");
    
    return 0;
}

上面的例子的意思是，屏蔽所有的信号，仅只处理SIGUSR1信号一次，注意，这里必须为SIGUSR1信号设置信号处理程序，否则，该程序就不会在sigsuspend之后返回了。

sigsuspend一般都是用来做进程同步用的，进程间通过发送信号告诉对方它自己已经准备好了，常常是接收信号的一方要等待对方的信号，所以一般都会使用sigsuspend来等待。但是要注意了，在等待这些信号之前，就必须要先把这些信号屏蔽了，否则就会产生一个时间窗口，在sigsuspend之前就错过了信号了(如果这个信号永远都不再发生，那么这个进程就永远阻塞）。在APUE中有这样的一个例子，就是进程间的同步，在for之前就把信号屏蔽好了，然后再fork，各个子进程然后再sigsuspend，这样就会不错过信号了。

注意，以上所讲述的调用，仅只针对进程，而在线程中则无效的。

4、线程中关于信号的机制（建议看FreeBSD的manpages，Linux的manpages是Posix定义的，太TMD晕了）

（1）每个线程都有自己的信号屏蔽字，新被创建的线程继承创建者线程的信号屏蔽字（副本）, 他们须通过pthread_sigmask来设置自己的信号屏蔽字（包括main在内）。

（2）信号处理是进程中所有线程共享的，也就是说，任何一个线程改变了信号的处理方法，都影响其它线程。如果信号与硬件故障或计时器超时相关，该信号就被发送到引起该事件的线程中去。其它信号则被发送到任意一个线程（在Linux中，就是当前进程的第一个线程-_-|||）。

（3）在线程处理中，与sigsuspend（进程）相似的调用是sigwait，但是它功能就强多了，语义上也有所不同，首先，它第一个参数的意思是要等待信号集（sigsuspend则是把第一个参数信号集临时设为当前进程的信号屏蔽字，意思是相反的），然后，第二个参数是取得当前等待得到的信号（这一点，sigsuspend是做不到的）。

    sigwait的机制是：sigwait调用会自动取消传入参数信号集的阻塞状态，直到有新的信号被递送，而在sigwait返回之前，它会把该等待到的信号从未决的信号集中去除，并恢复线程的信号屏蔽字。（APUE中文版关于这部份的翻译是错的，请看英文版相关的描述。）。

    如果信号被捕获，而线而又正在用sigwait来等待该信号呢？那么这时就将由操作系统实现来决定以何种方式来递关信号了，要么就递送给sigwait，要么就递送给信号处理程序，但仅只能选择其中一种方式（在开发时，最后还是仅选择一种方式）。而sigsuspend则必须等待信号处理程序返回。

    sigwait常用的用法就是，使用一个专门的线程来处理信号，而不像进程那样使用signal调用来设置handler。这是相当有用的用法，进程在一开始就屏蔽所有信号，然后建立一个线程sigwait信号，然后就是while true 和switch了。

下面有一个例子：

void *signal_handler(void *args)
{
    sigset_t mask;
    int signo;

    // wait all signals
    sigfillset(&mask);
    
    while(1) {
        sigwait(&mask, &signo);
        switch (signo) {
            case SIGUSR1:
                // SIGUSR1 handler
                break;
            case SIGINT:
                // SIGINT handler
                break;
            .....
            default:
                fprintf(stderr, "unexpected signal %d\n", signo);
                break;
        }
    }

    return (void *) 0;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t tid;
    sigset_t mask;

    // mask all signals
    sigfillset(&mask);
    pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL);
    
    pthread_create(&tid, NULL, signal_handler, NULL);

    while (1) {
        printf("main thread: I am working......\n");
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

5、那么线程的同步呢？哦，不应该叫同步，而应该叫通信。其实有另外的几种办法，一个是pthread_cond_broadcast，条件广播，另一种就是利用线程sigwait，向指定线程发送信号pthread_kill。(本文未完，还欠代码未写，-_-||赶着洗碗去了）