信号—信号处理函数(捕捉)
要明白信号处理函数的使用,就要先知道信号的捕捉设定,什么时候会调用信号处理函数和其执行的流程是什么,下图完整的展示了信号捕捉的设定,以及信号处理函数的触发机制:
所以,从上图可以知道,只有当程序中断,异常或系统调用,才会进入内核态,也只有进入了内核态才能处理信号,在这里初学者常常有一个误区,他们会觉得如果我在程序中没有设置中断、不出现异常、不使用系统调用,那就就不会进入内核态,也就不会处理信号了!这是对操作系统错误的理解,由于Linux是分时操作系统(但可以改成实时的如:UCOS就是linux修改而来的实时系统,很多人在此有误区),所以当时间片用完时,就会进入内核态,进行进程调度,在此就会处理信号了!
内核给我们提供了一个用于注册用户自定义信号处理函数 的函数sigaction:
1 #include <signal.h> 2 3 int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact); 4 5 struct sigaction 定义: 6 struct sigaction { 7 void (*sa_handler)(int); 8 void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); 9 sigset_t sa_mask; 10 int sa_flags; 11 void (*sa_restorer)(void); 12 }; 13 14 sa_handler : 早期的捕捉函数 15 sa_sigaction : 新添加的捕捉函数,可以传参 , 和sa_handler互斥,两者通过sa_flags选择采用哪种捕捉函数 16 sa_mask : 在执行捕捉函数时,设置阻塞其它信号,sa_mask | 进程阻塞信号集,退出捕捉函数后,还原回原有的阻塞信号集 17 (即用于信号处理函数中是否还处理信号的到达) 18 sa_flags : SA_SIGINFO 或者 0,上面两个函数调用哪一个,0调用sa_handler所指向的函数,1代表sa_sigaction所指向的函数 19 sa_restorer : 保留,已过时
所以我们要做的步骤是:
1)声明sigaction 结构体
2)构造sigaction 结构体
3)用sigaction 函数注册sigaction 结构体
1 #include <stdio.h> 2 #include <signal.h> 3 4 /* 5 * #include <signal.h> 6 * int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact); 7 * 8 * struct sigaction 定义: 9 * struct sigaction { 10 * void (*sa_handler)(int); 11 * void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); 12 * int sa_flags; //上面两个函数调用哪一个,0调用最上面那个,1代表调用上面那 13 * //在信号处理函数中的信号集,信号处理函数运行完之后就恢复原有信号集 14 * sigset_t sa_mask; 15 * void (*sa_restorer)(void);//现在已经废弃使用了 16 *}; 17 */ 18 19 void do_sig(int num) 20 { 21 int n = 3; 22 printf("i am do_sig\n"); 23 while(n--) 24 { 25 printf("n = %d", n); 26 sleep(1); 27 } 28 printf("num = %d\n",num); 29 } 30 31 int main(void) 32 { 33 /*****************1.声明sigaction结构体****************/ 34 struct sigaction act; 35 /****************************************************/ 36 37 /*****************2.构造sigaction结构体****************/ 38 //标记信号处理函数 39 //act.sa_handler = SIG_DFL; //默认方式 40 //act.sa_handler = SIG_IGN; //忽略方式 41 act.sa_handler = do_sig; //捕捉方式,即指向信号处理函数 42 43 //清空临时信号集,当信号处理函数结束时,信号集自动恢复 44 sigemptyset(&act.sa_mask); 45 46 //在临时信号集中屏蔽SIGQUIT信号,即在该信号处理函数中不会被SGIQUIT信号中断 47 sigaddset(&act.sa_mask, SIGQUIT); 48 49 act.sa_flags = 0;//调用哪一种,在上面的注释中有解释 50 /****************************************************/ 51 52 /*****************3.注册sigaction结构体****************/ 53 //注册信号处理函数,当2号SIGINT信号到来时执行用户定义的信号处理函数 54 sigaction(SIGINT, &act, NULL); 55 /****************************************************/ 56 57 while(1) 58 { 59 printf("************************\n"); 60 sleep(1); 61 } 62 return 0; 63 } 64 65 66 67 测试方法: 68 运行该程序,按下Ctrl+c发送SIGINT信号,此时会进入用户定义的信号处理函数 69 输出如下: 70 ************************ 71 ************************ 72 ************************(按下Ctrl+c) 73 i am do_sig 74 n = 2n = 1n = 0num = 2 75 ************************ 76 ************************ 77 ************************ 78 ************************(按下Ctrl+c) 79 i am do_sig 80 n = 2n = 1n = 0num = 2 81 ************************ 82 ************************(按下Ctrl+\退出程序)
在开发过程中,我们往往不希望破坏linux原有的信号处理函数,所以内核也给我们提供了两个专门用于用户自定义的信号(10号信号SIGUSE1和12号信号SIGUSE2。
1 #include <stdio.h> 2 #include <signal.h> 3 4 void do_sig(int num) 5 { 6 printf("i am do_sig\n"); 7 printf("num = %d\n",num); 8 } 9 10 int main(void) 11 { 12 struct sigaction act; 13 act.sa_handler = do_sig; 14 sigemptyset(&act.sa_mask); 15 sigaddset(&act.sa_mask, SIGQUIT); 16 act.sa_flags = 0; 17 18 //注册信号处理函数 19 sigaction(SIGUSR1, &act, NULL); 20 21 while(1) 22 { 23 printf("************************\n"); 24 sleep(1); 25 } 26 return 0; 27 } 28 29 30 测试方法: 31 在一个终端中运行该程序(此时在该终端中会一直输出:********************) 32 在另一终端中输入ps -aux命令查询运行该程序的进程id号 33 并输入kill -10 进程id号 向该程序发送10号消息SIGUSR1 34 此时运行该程序的终端中会输出:i am do_sig 35 num = 10
另一方面,c库函数也为我们提供了一个封装更高层,接口更简单的函数signal:
1 include <signal.h> 2 3 typedef void (*sighandler_t)(int) 4 sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler)
#include <stdio.h> #include <signal.h> void do_sig(int n) { printf("hello\n"); } int main(void) { signal(SIGINT, do_sig); while(1) { printf("****************************\n"); sleep(1); } return 0; } 运行后按Ctrl+c即可查看效果,若要关闭程序则按Ctrl+\