实验七、信号
项目 | 内容 |
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学号-姓名 | 1843117龙涛 |
作业学习目标 |
1. 了解信号的概念2. 掌握信号处理的方法 |
2.使用 signal() 函数来捕捉信号。
通常进程在接收到某种信号后,会根据不同的信号执行默认的操作:
忽略信号
终止(杀死)进程
产生核心转储文件,同时 终止进程
停止进程
恢复之前被暂停的进程继续运行
这里我们可以 通过 signal() 来改变进程对某个信号的处置方式。 signal() 可能是很多同学目前为止
见过最复杂的函数。我们通过查看手册: man 2 signal
\#include <unistd.h>
\#include <signal.h>
\#include <stdio.h>
\#include <stdlib.h>
\#include <string.h>
\#include <errno.h>
void sighandler(int sig) {
switch(sig) {
case SIGUSR1://10
printf("hello SIGUSR1\n");break;
case SIGUSR2://12
printf("hello SIGUSR2\n");break;
case SIGINT://2 CTRL+C
printf("休想干掉我!\n");break;
case SIGTSTP://20 CTRL+Z
printf("不要停止我!\n");break;
case SIGQUIT://3 CTRL+\
printf("就是不退出!\n");break;
case SIGSEGV://11
printf("呃!程序出 bug 了!\n");break;
default:
printf("hello, who are you %d?\n", sig);
}
sleep(2); // 删除这一行,再给程序发信号,看看 main 函数打点的情况。
}
int main() {
printf("I'm %d\n", getpid());
if (SIG_ERR == signal(SIGUSR1, sighandler)) {
perror("signal SIGUSR1");
}
if (SIG_ERR == signal(SIGUSR2, sighandler)) {
perror("signal SIGUSR2");
}
if (SIG_ERR == signal(SIGINT, sighandler)) {
perror("signal SIGINT");
}
if (SIG_ERR == signal(SIGTSTP, sighandler)) {
perror("signal SIGTSTP");
}
if (SIG_ERR == signal(SIGQUIT, sighandler)) {
perror("signal SIGQUTI");
}
if (SIG_ERR == signal(SIGSEGV, sighandler)) {
perror("signal SIGSEGV");
}
while(1) {
write(STDOUT_FILENO, ".", 1);
sleep(10);
}
return 0;
}
我们输入完上述代码,编译并运行,然后再给该进程发送信号,观察进程对接收到信号的反应:
3.通过举例说明 alarm() 函数和 setitimer() 函数的使用。
我们先分别查看两个函数的手册:
man 2 alarm :
man 2 setitimer :
这里我们通过命令 man 7 signal 可以查看当前系统信号的清单:
从上面可以看到 alarm() 函数在计时结束后会发生 SIGALRM 信号给当前进程,进程对 SIGALRM 信号的
缺省动作是结束进程。
下面一个非常简单的例子:
虽然程序中有无限循环,不断输出字符串 process will finish! ,由于调用了 alarm(1) 函数,
alarm 函数会在1秒后给该进程发送 SIGALRM 信号,然后进程结束。
接下来继续看一个程序设定了两次定时炸弹,第一次设定 5 秒后爆炸,设定后过了 2 秒,再设定了一个
3 秒后爆炸的定时炸弹。
这里计时时间到了并不会结束进程,因为我们编写了信号捕捉函数,产生 SIGALRM 信号后会输出字符
串 Bomb!! , 我们可以键盘按键组合结束进程,这里我用了 CTRL+C 。
接下来我们用 setitimer() 函数实现 alarm() 函数
程序在运行1秒钟后被 SIGALRM 信号结束。
4. 举例说明信号集操作函数的使用.
我们可以通过命令 man 3 sigsetops 来查看手册:
从手册中可以看到,这些函数都是对 sigset_t 这个数据结构进行操作的。
我们可以编写一个打印 sigset_t 的函数
void printsigset(const sigset_t *set)
{
int i;
for (i = 1; i <= 64; i++) {
if (i==33)
putchar(' ');
if (sigismember(set, i) == 1)
putchar('1');
else
putchar('0');
}
puts("");
}
然后通常该函数查看,信号集操作函数对信号集操作后的结果:
举例说明对阻塞信号与未决信号的理解.
在一个进程中,保存了两个信号集(在PCB中),分别是阻塞信号集,还有一个未决信号集。当你使用
sigprocmask 的时候,就会修改阻塞信号集。
当你的进程一收到信号且该信号被阻塞,它首先进入到未决信号集中(就是一个 sigset_t ),当未决
信号集中的信号被信号处理函数(你自己定义的或者系统默认的)处理,就会从未决信号集中删除。
printf("\n3. fill set\n");
sigfillset(&st);
printsigset(&st);
// empty set
printf("\n4. empty set\n");
sigemptyset(&st);
printsigset(&st);
// add sig
printf("\n5. add SIGHUP(1), SIGINT(2), SIGKILL(9), SIGSYS(31),
SIGRTMIN(34) and SIGRTMAX(64) to set\n");
sigaddset(&st, SIGHUP);
sigaddset(&st, SIGINT);
sigaddset(&st, SIGKILL);
sigaddset(&st, SIGSYS);
sigaddset(&st, SIGRTMIN);
sigaddset(&st, SIGRTMAX);
printsigset(&st);
// delete sig
printf("\n6. delete SIGKILL from set\n");
sigdelset(&st, SIGKILL);
printsigset(&st);
// is member
printf("\n");
if (sigismember(&st, SIGKILL)) {
printf("SIGKILL is member\n");
}
if (sigismember(&st, SIGINT)) {
printf("SIGINT is member\n");
}
return 0;
}
如果一个信号加入阻塞信号集,该信号的信号处理函数就不会被调用。
man sigprocmask
对于未决信号集我们不能直接操作,可以使用 sigpending 函数获取未决信号集。
man sigpending
下面结合例子来理解,程序的功能是先把 SIGINT 、 SIGTSTP 加入到了进程阻塞信号集中去。接下
来,每隔一秒打印一次未决信号集,第 10 次的时候,又把 SIGINT 信号从阻塞信号集中删除。
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void printsigset(const sigset_t *set)
{
int i;
for (i = 1; i <= 64; i++) {
if (i==33)
putchar(' ');
if (sigismember(set, i) == 1)
putchar('1');
else
putchar('0');
}
puts("");
}
void handler(int sig) {
if (sig == SIGINT)
printf("hello SIGINT\n");
if (sig == SIGQUIT)
printf("hello SIGQUIT\n");
}
int main() {
printf("I'm %d\n", getpid());
sigset_t st, oldst;
sigemptyset(&st);
sigaddset(&st, SIGINT);
sigaddset(&st, SIGTSTP);
sigprocmask(SIG_BLOCK, &st, &oldst);
printf("new set:");
printsigset(&st);
printf("old set:");
printsigset(&oldst);
if (SIG_ERR == signal(SIGINT, handler)) {
perror("signal SIGINT");
return 1;
}
if (SIG_ERR == signal(SIGQUIT, handler)) {
perror("signal SIGQUIT");
return 1;
}
puts("");
int n = 0;
while(1) {
sigpending(&st);
printsigset(&st);
puts("");
sleep(1);
if (n == 10) {
sigset_t tmp;
sigemptyset(&tmp);
sigaddset(&tmp, SIGINT);
sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &tmp, NULL);
}
++n;
}
return 0;
}
举例说明 sigaction() 函数的使用
不同于 signal 函数, sigaction 函数是符合 POSIX 标准的,而 signal 只是 ANSI C 定义的函数。
除了上面的区别外, sigaction 提供了更多的功能。比如它可以处理带参数的信号,在信号处理的时
候,可以屏蔽其它信号等等。我们通过 man 2 sigaction 来查看手册:
下面给出一个程序来说明 sigaction() 函数的使用,程序注册了信号 SIGINT 和 SIGTSTP . 需要注意
的一点是 sa_mask 被设置为 SIGINT ,它表示当执行信号处理函数的时候,阻塞信 SIGINT 信号。我
在 handler 函数加入了一打印未决信号的功能,以验证执行到 handler 的时候发送 SIGINT 是被阻
塞住的。
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
void printsigset(const sigset_t *set)
{
int i
for (i = 1; i <= 64; i++) {
if (i==33)
putchar(' ');
if (sigismember(set, i) == 1)
putchar('1');
else
putchar('0');
}
puts("");
}
void handler(int sig) {
if (sig == SIGTSTP)
printf("hello SIGTSTP\n");
if (sig == SIGINT)
printf("hello SIGINT\n");
sleep(5);
sigset_t st;
sigpending(&st);
printsigset(&st);
}
int main() {
printf("I'm %d\n", getpid());
struct sigaction act, oldact;
act.sa_handler = handler; // 设置普通信号处理函数
// 向 sa_mask 中添加 SIGINT
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaddset(&act.sa_mask, SIGINT);
act.sa_flags = 0; // 先置 0
sigaction(SIGTSTP, &act, &oldact);
sigaction(SIGINT, &act, &oldact);
while(1) {
write(STDOUT_FILENO, ".", 1);
pause();
}
return 0;
}
- 当程序运行的时候, Ctrl+C 进入 handler ,然后立即 Ctrl+Z 发现 handler 还未执行完就被
SIGTSTP 打断. - 当程序运行的时候, Ctrl+Z 进入 handler ,然后立即 Ctrl+C 发现并不会被 SIGINT 打断,这是因
为该 handler 注册的时候被设置了 SA_MASK = SIGINT 。最后 handler 结束的时候打印了未决信号
集,发现里头有 SIGINT 。所以 handler 结束后,又去继续对 SIGINT 进行处理。