信号的相关函数
本文 是一篇学习文章，学习的《unix高级环境编程》
1、信号集，它的处理跟5个函数紧密相关。
信号集是一个能表示多个信号的数据类型，sigset_t set ；set即一个信号集。
既然是一个集合，就需要对集合进行添加/删除等操作。
int sigemptyset(sigset_t *set); 将set集合置空
int sigfillset(sigset_t *set)； 将所有信号加入set集合
int sigaddset(sigset_t *set,int signo); 将signo信号加入到set集合
int sigdelset(sigset_t *set，int signo); 从set集合中移除signo信号
int sigismember(const sigset_t *set,int signo); signo判断信号是否存在于set集合中。
最简单的应用就是下面的一段代码：
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void main()
{
sigset_t set;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set,SIGINT);
if(sigismember(&set,SIGINT))
printf("yes\n");
if(sigismember(&set,SIGTSTP))
printf("yes too\n");
sigdelset(&set,SIGINT);
sigfillset(&set);
if(sigismember(&set,SIGINT))
printf("yes\n");
if(sigismember(&set,SIGTSTP))
printf("yes too\n");
sigemptyset(&set);
if(sigismember(&set,SIGINT))
printf("yes\n");
if(sigismember(&set,SIGTSTP))
printf("yes too\n");
}
输出：
运行的次数可见一般。
好了。这几个函数一般呢不会这么用，我这里做一个测试只是让你知道该怎么用。他们跟后面要说的函数一起使用，威力才够大。不然，就这些，还远远不够。
注意，我们传
送的参数都是信号地址集。
2、sigprocmask函数（该函数，仅仅为单线程定义，多线程可有另外的函数。）
原型：
#include<signal.h>
int sigprocmask(int how,const sigset_t *restrict set,sigset_t *restrict oset)
整个函数可以检测或更改其信号屏蔽字，或者同时执行这两个操作。
我来解释一下这个函数。
第一个参数，如果set非空，如果不为how不为0，表示怎么修改当前信号屏蔽字。有3中方式：
|
SIG_BLOCK
|
该进程新的信号屏蔽字是其当前信号屏蔽字和set指向信号集的并集。set包含了我
们希望阻塞的附加信号。
|
|
SIG_UNBLOCK
|
该进程新的信号屏蔽字是其当前信号屏蔽字和set所指向信号集的补集的交集。set包含了
我们希望解除阻塞的信号.
|
|
SIG_SETMASK
|
该进程新的信号屏蔽是set指向的值
|
若oset非空，那么进程的当前信号屏蔽字通过oset返回。
比如，典型的用法：
sigset_t oldmask,newmask;
sigemptyset(&newmask);
//添加一个信号，
sigaddset(&newmask,SIGQUIT);
if(sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask) < 0)
.....
sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL);
上面的解释：我们将进程的原先的屏蔽集放在oldmask中，在newmask中我们添加了一些新的信号，我们想屏蔽这些新的信号。然后调用sigprocmask，将newmask和oldmask的并集改成现在进程的屏蔽字。
然后，我们可以使用后面的将屏蔽字 修改成 原先的值。一般的使用法则。
3、sigpending函数
#include<signal.h>
int sigpending(sigset_t *set);
成功返回0，失败返回-1。set带回来的是
未决信号集。
这个根据书上的例子是最好的吧。
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
static void sig_quit(int);
void main()
{
sigset_t newmask,oldmask,pendmask;
if(signal(SIGQUIT,sig_quit) == SIG_ERR)
printf("signal error\n");
sigemptyset(&newmask);
sigaddset(&newmask,SIGQUIT);
if(sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask) < 0)
printf("SIG_BLOCK error\n");
sleep(5);
if(sigpending(&pendmask) < 0)
printf("sigpend error\n");
if(sigismember(&pendmask,SIGQUIT))
printf("SIGWQUIT pending\n");
if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL) < 0)
printf("SIG_SETMASK error\n");
printf("sigquit unblocked\n");
sleep(5);
exit(0);
}
static void sig_quit(int signo)
{
printf("caught SIGQUIT\n");
if(signal(SIGQUIT,SIG_DFL) == SIG_ERR)
printf("cannot caught SIGQUIT\n");
}
运行结果：
如果我什么都不做，
因为没有未决信号产生，所以，什么都没有做。
如果在sleep中按下ctrl+\。也就是产生sigquit信号，那么结果如下：
我在开始的sleep狂按3次。但是没有反应。说明信号已经被阻塞了。过了5s，发现pendmask有内容了。说明在开始的狂按的信号产生了未决信号，信号产生了但是没有递交。但是在信号解除还原之后，立马信号就被提交了。未决信号得到了处理。于是会运行sig_quit函数。之后，在结束前sleep，我们按下ctrl+\的话，直接退出了，从上图可有看见（因为在处理函数我们又恢复默认）。还有，这也说明，信号没有排队。我狂按了3次，但是只产生了一次信号处理函数。
当然我必须扩展一下，或许也不算扩展，只是我自己不知道罢了。
static void sig_quit(int signo)
{
printf("caught SIGQUIT\n");
if(signal(SIGQUIT,SIG_DFL) == SIG_ERR)
printf("cannot caught SIGQUIT\n");
}
改成
static void sig_quit(int signo)
{
printf("caught SIGQUIT\n");
}
然后运行：
上面，我在第二次sleep的时候，我按下了ctrl+\。结果，sleep直接结束了，输出了处理函数。我换成了另外的SIGTSTP这个信号，也是这样。同时我在第二个sleep之后再加上了一个sleep。
输入两次ctrl+\，也直接退出，没有默认的quit了。
总结：只要我输入了一个信号，肯定会将sleep函数打断，从sleep函数退出。
4、sigaction函数
这个函数呢，在之前应该已经了解了这么多了。
sigaction
函数的功能是检查或修改与指定信号相关联的处理动作（可同时两种操作）。
他是POSIX的信号接口，而signal()是标准C的信号接口(如果程序必须在非POSIX系统上运行，那么就应该使用这个接口)
表头文件 #include<signal.h>
定义函数 int sigaction(int signum,const struct sigaction *act ,struct sigaction *oldact);
又是3个参数，有必要来一一解释一下。
第一个参数是要检测或修改其动作的信号编号。若act非空，就是要修改其动作。若oldact非空，则系统经由oldact指针返回该信号的上一个动作。
如参数结构sigaction定义如下
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int);
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
void (*sa_restorer)(void);
}
当更改动作的时候，如果sa_handler字段包含一个信号捕捉函数的地址，则sa_mask字段说明了一个信号集，在调用该信号捕捉函数之前，这一信号要加入到进程的信号屏蔽字当中。仅当从信号捕捉函数返回时再将进程的信号屏蔽字恢复为原先的值。这样，在调用信号处理程序的时候就能阻塞某些信号。在信号处理程序被调用的时候，操作系统建立的新信号屏蔽字包括正在被递送的信号。因此保证了在处理一个给定的信号时，如果这种信号再次发生，那么他会被阻塞到对前一个信号的处理结束为止。
一旦给信号设置了一个动作，在调用sigaction函数显示改变它之前，该设置一直有效。
signal函数实现就是根据sigaction的。
一般来说，如果我们设置sa_handler为处理函数，然后，将信号量设置成signal里面的，那个，其余的默认都可以模拟signal。
5、sigsuspend 函数
#include<signal.h>
int sigsuspend(const sigset_t *sigmask)
将进程的信号屏蔽字设置为由sigmask指向的值。在捕捉到一个信号或发生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返回了，则sigsuspend返回。并且将信号的屏蔽字设置成sigsuspend之前的值。
也就是说，
sigsuspend后，进程就挂在那里，等待着开放的信号的唤醒。系统在接收到信号后，马上就把现在的信号集还原为原来的，然后调用处理函数。
该函数没有成功返回值，如果它返回到调用者，总是-1，errno设置成EINTR（错误的情况）。
注意这个
函数是一个原子操作。
或许你还没有明白，那么就按照书上的例子，我修改修改来说明问题。
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
static void sig_int(int);
void main()
{
sigset_t newmask,oldmask,waitmask;
printf("program start:\n");
if(signal(SIGINT,sig_int) == SIG_ERR)
printf("signal error\n");
//在waitmask中，我们设置了阻塞SIGTSTP（ctrl+Z）
sigemptyset(&waitmask);
sigaddset(&waitmask,SIGTSTP);
//在newmask我们阻塞了SIGINT
sigemptyset(&newmask);
sigaddset(&newmask,SIGINT);
if(sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask) < 0)
printf("sigprocmask error\n");
printf("in critical region\n");
printf("sleep 5 seconds\n");
sleep(5);//第一个5秒
printf("start sigsupend:\n");
if(sigsuspend(&waitmask) != -1)
printf("sigsupend error\n");
printf("after return from sigsupend\n");
if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL) < 0)
printf("sigSetmask error\n");
printf("change to old and sleep 5 seconds\n");
sleep(5);//第二个5秒
printf("exit\n");
exit(0);
}
static void sig_int(int signo)
{
printf("sig_int :\n");
}
运行结果可以分析一下。（设置5秒的作用是好等待我们输入）在第一个5秒期间，我们如果输入crtl+C，因为阻塞了。也就是一直都是未决信号。然后5秒之后，进入sigsuspend，但是会立马被唤醒，因为之前输入的crtl+c信号来了。然后进入第二个5秒。在这个期间，我们已经恢复了原来的屏蔽字。5秒之后结束。若5秒输入任何信号都会打断sleep，提前结束。
好了，若在第一个5秒，我们没有输入任何信号，然后进程会在start sissupend之后，一直挂起了。等待用户发送信号。如果，我们输入CTRL+Z，是没有任何反应的。因为waitmask屏蔽了这个信号，但是这个信号肯定是产生了，只是被阻塞了。也就是停留在未决信号那个阶段。然后一旦我们输入其他没有屏蔽的信号，sigsuspend返回，第二个5秒会被立马退出，因为在sigsuspend期间产生的信号ctrl+z将提前将sleep结束。
运行结果图：
等待用户输入。我们输入ctrl+Z。肯定没有反应。输入其他信号。ctrl+C
我们来看看ps吧
说明信号传递了。进程挂起了。
注意，ctrl+c只是让sigsuspend返回了，没有影响后面的。
还有一点，sigsuspend函数返回之后，信号屏蔽字恢复成了newmask。这一点我们可以自己可以将
if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL) < 0)
printf("sigSetmask error\n");
取消，在第二个5秒输入CTRL+C，，发现没有反应。说明被屏蔽了。
好了，根据这个例子，我想，基本上了解了这个函数了。
这个函数是原子操作，所以可以用来保护临界区，不被特定的信号中断。另外一个应用就是等待一个信号处理程序设置一个全局变量。书上例子这里不多说了。不过书上的实现父子进程同步的函数可以好好看看。