Linux进程间通信-信号

1.什么是信号
信号是Linux系统响应某些条件而产生的一个事件，接收到该信号的进程会执行相应的操作。

2.信号的产生
1)由硬件产生，如从键盘输入Ctrl+C可以终止当前进程
2)由其他进程发送，如可在shell进程下，使用命令 kill -信号标号 PID，向指定进程发送信号。
3)异常，进程异常时会发送信号

3.信号的处理
信号是由操作系统来处理的，说明信号的处理在内核态。
信号不一定会立即被处理，此时会储存在信号的信号表中。
处理过程示意图：

由上图中可看出信号有三种处理方式：
1)忽略
2)默认处理方式：操作系统设定的默认处理方式
3)自定义信号处理方式：可自定义信号处理函数

4.自定义信号处理方式
1)signal函数
原型：
void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int);
sig:信号值
func:信号处理函数指针，参数为信号值
代码示例如下：

#include <signal.h>
#include <stdio.h>
void ouch(int sig)
{
    printf("\nOUCH! - I got signal %d\n", sig);
    //恢复终端中断信号SIGINT的默认行为
    (void) signal(SIGINT, SIG_DFL);
}
int main()
{
    //改变终端中断信号SIGINT的默认行为，使之执行ouch函数
    //而不是终止程序的执行
    (void) signal(SIGINT, ouch);
    while(1)
    {
        printf("Hello World!\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

输出结果：

2)sigaction函数
原型：
int sigaction(int sig,const struct sigaction *act,struct sigaction *oact);
sig:信号值
act:指定信号的动作
oact:保存原信号的动作

sigaction结构体的定义如下：
void (*)(int) sa_handler;处理函数指针，相当于signal函数的func参数。
sigset_t sa_mask;处理过程中，屏蔽对sa_mask信号集的处理，sa_mask可以消除信号间的竞态。
int sa_flags;信号处理修改器：处理函数执行完后，信号处理方式修改。如SA_RESETHAND，将信号处理方式重置为SIG_DFL
代码示例如下：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void ouch(int sig)
{
    printf("\nOUCH! - I got signal %d\n", sig);
}
int main()
{
    struct sigaction act;
    act.sa_handler = ouch;
    //创建空的信号屏蔽字，即不屏蔽任何信息
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    //使sigaction函数重置为默认行为
    act.sa_flags = SA_RESETHAND;
    sigaction(SIGINT, &act, 0);
    while(1)
    {
        printf("Hello World!\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

输出结果：

4.信号的发送
1)kill函数
int kill(pid_t pid,int signo);
pid:进程ID
signo:信号值

2)raise函数:只能向当前进程发信号
int raise(int signo);
signo:信号值

3)abort函数:发送SIGABRT信号，可以让进程异常终止
void abort(void);

4)alarm函数：发送SIGALRM闹钟信号
unsigned int alarm(unsigned int seconds);

5.信号的阻塞
阻塞是阻止进程收到该信号，此时信号处于未决状态，放入进程的未决信号表中，
当解除对该信号的阻塞时，未决信号会被进程接收。

1)阻塞信号
原型：
int sigprocmask(int how,const sigset_t *set,sigset_t *oset);
how:设置block阻塞表的方式
a.SIG_BLOCK:将信号集添加到block表中
b.SIG_UNBLOCK:将信号集从block表中删除
c.SIG_SETMASK：将信号集设置为block表
set:要设置的集合
oset:设置前保存之前block表信息

2)获取未决信号
前面已经讲过，阻塞的信号处于未决的状态，会放入进程的未决信号表。
原型：
int sigpending(sigset_t *set);
set:out型参数，会将获得的当前进程的pending未决表中的信号集传入。

代码示例如下：

#include <stdio.h>
#include <sys/signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
void func(int num)
{
  printf("catch signal number is %d",num);
}
void printfpendingsignal(sigset_t *set)
{
  int i;
  for(i=1;i<32;++i)
  {
    if(sigismember(set,i))
    {
      printf("1");
    }
    else
    {
      printf("0");
    }
  }
  printf("\n");
}
int main()
{ 
  sigset_t s,p,o;
  signal(SIGINT,func);
  sigemptyset(&s);
  sigemptyset(&p);
  sigemptyset(&o);
  sigaddset(&s,SIGINT);
  sigprocmask(SIG_SETMASK,&s,&o);
  int count=0;
  while(1)
  {
    sigpending(&p);
    printfpendingsignal(&p);
    sleep(1);
    if(count++==10)
    {
      printf("recover!\n");
      sigprocmask(SIG_SETMASK,&o,NULL);
    }
  }
  return 0;
}

输出结果：

6.信号处理函数的安全问题
如果信号处理过程中被中断，再次调用，然后返回到第一次调用时，要保证操作的正确性。
这就要求信号处理函数必须是可重入的。
可重入函数表如下：

7.一些常见的信号

如果进程接收到上面的这些信号，又没有安排捕获它，进程就会终止。

其他的一些信号如下：