信号对系统调用的作用---自动重启动或被中断而停止执行

　　早期的UNIX系统的一个特性：如果进程在执行一个低速系统调用而阻塞期间，捕捉到一个信号，则该系统调用就被中断而不再继续执行。该系统调用返回出错，其error被设置为EINTR。即信号中断系统调用的执行。
这样处理的理由是：因为一个信号发生了，进程捕捉到了它，那么意味着已经发生了某种事情，所以是个唤醒 被阻塞的系统调用 的机会。
为了支持系统调用被信号打断而不再执行的特性，将系统调用分为两类：低速系统调用和其他系统调用。
低速系统调用是可能会使进程永远阻塞的一类系统调用，他们包括：
1. read()、readv(),在读某些类型的文件(管道、终端设备以及网络设备)时，如果数据并不存在则可能会使调用者永远阻塞；
2. write()、writev()，在写这些类型的文件时，如果不能立即接受这些数据，则也可能会使调用者永远阻塞；
3. 打开某些类型的文件，在某种条件发生之前也可能会使调用者阻塞(例如，打开终端设备，他要等待直到所连接的调制解调器应答了电话)--->这种类型还没有实际例子测试
4. pause()和wait();
5. 某些ioctl;
6. 某些进程间通信函数;

 

什么是系统调用的自动重启动？
　　当系统调用被信号中断时，并不返回，而是继续执行。如果read()阻塞等待，当进程接受到信号时，并不将read返回，而是继续阻塞等待。
为什么要引入自动重启动的？
　　有时用户并不知道所使用的输入、输出设备是否是低速设备。如果编写的程序可以用交互方式运行，则他可能读、写低速终端设备。
　　如果在程序中捕捉到信号，而系统调用并不提供重启动功能，则对每次读、写系统调用都要进行是否出错返回的测试，如果是被信号中断，则再调用读、写系统调用。
什么时候引入系统调用的自动重启动？
　　4.2BSD支持某些被中断系统调用的自动重启动。
　　4.3BSD允许进程基于每个信号禁用自动重启动功能(因为也存在某些应用程序并不希望系统调用被中断后自动重启)

默认自动重启动的系统调用包括：ioctl(),read(),readv(),write(),writev(),wait(),waitpid();其中前5个函数只有在对低速设备进行操作时才会被信号中断。而wait和waitpid在捕捉到信号时总是被中断。

 

我的测试环境是4.3BSD，下面以read()为例来说明自动重启动和被中断。

 

自动重启动：

restart.c

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <unistd.h>
 4 #include <string.h>
 5 #include <signal.h>
 6 #include <errno.h>
 7 
 8 #define BUFSIZE (1024)
 9 
10 static void sig_alrm(int signo)
11 {
12     printf("caught alarm...\n");
13 }
14 
15 void sig_usr(int signo)
16 {
17     if (signo == SIGUSR1)
18         printf("received SIGUSR1\n");
19     else if (signo == SIGUSR2)
20         printf("received SIGUSR2\n");
21     else
22         printf("received signal %d\n", signo);
23 }
24 
25 int main(int argc, char** argv)
26 {
27     int nSize = 0;
28     char acBuf[BUFSIZE] = {0};
29 
30     signal(SIGUSR1, sig_usr);
31     signal(SIGALRM, sig_alrm);
32 
33     alarm(5);
34 
35 //    while(1)
36     {
37         
38         memset(acBuf, '\0', BUFSIZE);
39         nSize = read(STDIN_FILENO, acBuf, BUFSIZE); 
40         if (errno == EINTR)
41             printf("interrupt, size=%d\n", nSize);
42 
43         if (1 == nSize && acBuf[0] == 10)
44             ;
45         else if (nSize != -1)
46         {
47             printf("nSize=%d, acBuf=%s", nSize, acBuf);        
48         }
49     }
50 
51     return 0;
52 }

运行结果是：

定时器计数到5秒后，会发送alarm信号，从打印可以看出确实接收到了alarm信号，且read()并没有返回而是继续阻塞接受标准输入；然后在手动发送一个SIGUSR1信号，同样，read()并没有被中断，当输入jfdk后，read能正常读出。说明signal()默认是将信号设置为自动重启动。

 

被信号中断停止执行：

no_restart.c

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <unistd.h>
 4 #include <string.h>
 5 #include <signal.h>
 6 #include <errno.h>
 7 
 8 #define BUFSIZE (1024)
 9 
10 static void sig_alrm(int signo)
11 {
12     printf("caught alarm...\n");
13 }
14 
15 void sig_usr(int signo)
16 {
17     if (signo == SIGUSR1)
18         printf("received SIGUSR1\n");
19     else if (signo == SIGUSR2)
20         printf("received SIGUSR2\n");
21     else
22         printf("received signal %d\n", signo);
23 }
24 
25 int main(int argc, char** argv)
26 {
27     int nSize = 0;
28     char acBuf[BUFSIZE] = {0};
29     struct sigaction act, oact;
30 
31     act.sa_handler = sig_usr;
32     sigemptyset(&act.sa_mask);
33     act.sa_flags = 0|SA_INTERRUPT;
34 
35     sigaction(SIGUSR1, &act, &oact);
36     signal(SIGALRM, sig_alrm);
37 
38     alarm(5);
39 
40     //while(1)
41     {
42         
43         memset(acBuf, '\0', BUFSIZE);
44         nSize = read(STDIN_FILENO, acBuf, BUFSIZE); 
45         if (errno == EINTR)
46             printf("interrupt, size=%d\n", nSize);
47 
48         if (1 == nSize && acBuf[0] == 10)
49             ;
50         else if (nSize != -1)
51         {
52             printf("nSize=%d, acBuf=%s", nSize, acBuf);
53         }
54     }
55 
56     return 0;
57 }

运行结果为：

此例子中，alarm信号还是自动重启动，手动发送一个SIGUSR1信号后，SIGUSR1信号处理程序执行完后，read()立马就返回了。

从上面两个例子中还可以看出signal()和sigaction()两个函数的差异，显然sigaction对信号的的处理更加灵活。

posted @ 2017-05-17 23:26  suonikeyinsu  Views(1092)  Comments(0)  Edit  收藏  举报