信号(signal)就是通知某个进程发生了某个事件,有时也称为软件中断(software interrupt)。信号通常是异步发生的,也就是说进程预先不知道信号准确发生的时刻。
信号可以:
由一个进程发送给另一个进程(或自身)。
由内核发给某个进程。
每个信号都有一个与之关联的处置(disposition),也称为行为(action)。我们通过sigaction函数来设定一个信号的处置,并有三种选择。
1. 我们提供一个函数,他将在特定信号发生的任何时刻被调用。
2. 我们可以发某个信号设置为SIG_IGN来忽略(ignore)它。SIGKILL和SIGSTOP这两个信号不能被忽略。
3. 我们可以把某个信号的处置设定为SIG_DFL来启用他的缺省(default)处理。(缺省处置通常是在收到信号后终止进程,有些信号可能会产生一个core image, 内存影像)
signal函数
建立信号处理的POSIX方法就是调用sigaction函数,不过这个函数有点复杂,它需要接受一个结构参数;比较简单的方法是调用signal函数,signal函数的第一个参数为信号名,第二个参数可以是一个指向函数的指针,也可以是一个常值,如:SIG_IGN,SIG_DFL。不过signal是早于POSIX出现的悠久函数,调用它时,不同的实现提供不同的信号语义以达成后向兼容,而POSIX则明确规定调用sigaction时的信号语义。为了方便,我们一般会定义一个自己的signal函数,在这个函数里边调用sigaction函数,这样就以所期望的POSIX语义提供了一个简单的接口。下边我们看来自《UNIX网络编程》卷一的实现:
sigfunc* signal( int signal, sigfunc *func ) { struct sigaction act, oact; act.sa_handler = func; sigemptyset( &act.sa_mask ); act.sa_flags = 0; if ( signo == SIGALRM ) { #ifdef SA_INTERRUPT act.sa_flags |= SA_INTERRUPT; /* SunOS 4.x */ #endif } else { #ifdef SA_RESTART act.sa_flags |= SA_RESTART; /* SVR4, 4.4BSD */ #endif } if ( sigaction(signo, &act, &oact) < 0 ) { return SIG_ERR; } return oac.sa_handler; }
在上边这段代码中,sigfunc为一个函数指针,在由signal指定的信号发生的时候调用的处理函数;
sigemptyset( &act.sa_mask ); 设置处理函数的信号掩码
POSIX允许我们指定这样一组信号,他们在信号处理函数被调用时阻塞(这里的阻塞是指阻塞某个信号或某个信号集,防止它们在阻塞期间递交;不同于系统调用的阻塞),任何阻塞的信号都不能递交给进程。我们把sa_mask成员设置为空集,意味着在该信号处理函数运行期间,不阻塞额外的信号。POSIX保证被捕获的信号在其信号处理函数运行期间总是阻塞的(其他的信号不能递交给进程)。
“if ( signo == SIGALRM ) { " if语句中设置SA_RESTART标志
SA_RESTART标志是可选的。如果设置,由相应信号中断的系统调用将有内核自动重启。如果被捕获的信号不是SIGALRM且SA_RESTART有定义,我们就设置该标志,一些较早期的系统(如SunOS 4.x)缺省设置成自动重启被中断的系统调用,并定义了与SA_RESTART互补的SA_INTERRUPT标志,如果定义了该标志,我们就在被捕获的信号是SIGALRM时设置它。假设一个进程正在进行accept系统调用,此时收到一个信号,如果在4.4BSD下,则内核会自动重启被中断的系统调用,accept不会返回错误;如果是在Solaris9下, 由于SA_RESTART标志并没有设置,那么accept会返回一个EINTR错误(被中断的系统调用)。
最后我们调用sigaction函数,并将相应信号旧的行为作为signal的返回值。
符合POSIX的系统信号处理总结:
1. 一旦安装了信号处理函数,它便一直安装者(较早期的系统是每执行一次就将其拆除)。
2. 在一个信号处理函数运行期间,正被递交的信号是阻塞的。
3. 如果一个信号在被阻塞期间产生了一次或多次,那么该信号被解阻塞之后通常只递交一次,也就是说Unix信号缺省是不排队的。
4. 利用sigprocmask函数选择性地阻塞或解阻塞一组信号是可能的。这使得我们可以做到在一段临界区代码执行期间,防止捕获某些信号,以此保护这段代码。