实验七 信号
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 这个作业属于哪个课程 | Linux系统与应用 |
| 这个作业的要求在哪里 | 实验目的与要求 |
| 学号-姓名 | 18043223-文亦凡 |
| 作业学习目标 | 了解信号的概念，掌握信号处理的方法 |
1.编写一个简单的程序并运行，然后向该进程发送不同的信号以观察该进程对接收到信号的反应。
//hellosignal.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("hello signal! I'm %d\n", getpid());
while(1)
{
write(STDOUT_FILENO, ".", 1);
sleep(10);
}
return 0;
}
//hellosignal.c(修改后)
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("Hello Signal! I'm %d\n", getpid());
while(1)
{
write(STDOUT_FILENO, "*", 1);
sleep(10);
}
return 0;
}
(1)在当前终端通过按键组合向该进程发送信号 CTRL+C、CTRL+Z、CTRL+\ 观察三种信号及其对应的进程反应
(2)另外再开启一个终端，在终端通过输入 kill 命令来给进程发送信号，进程的 pid 在程序运行的第一行输出。在终端通过输入 kill -l 来查看当前系统当中的信号列表:
重新运行程序:
看到程序输出自己的 pid 是2854，在另开一个终端,通过 kill 命令向该进程发送信号;再切换到运行程序的终端来观察进程接收到信号后的反应:
对于 kill 命令我们可以查看手册: man kill
(3)编写一个简单的程序，该程序调用 kill() 函数向某个进程发送信号
通过手册查看 kill() 函数:man 2 kill
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：
(1)忽略信号
(2)终止（杀死）进程
(3)产生核心转储文件，同时 终止进程
(4)停止进程
(5)恢复之前被暂停的进程继续运行
这里可以通过signal()来改变进程对某个信号的处置方式。signal()是目前为止见过最复杂的函数。
通过查看手册：man 2 signal
//catchsignal.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.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;
}
输入完上述代码，编译并运行。
(1)给该进程发送ctrl+C、ctrl+Z、ctrl+\信号，观察进程对接收到信号的反应。
(2)在另外一个终端输入 kill 命令来向该进程发送信号，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。
查看两个函数的手册：
(1)man 2 alarm
(2)man 2 setitimer
man 2 alarm
查看两个函数的手册：
man 2 setitimer
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。
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，因为编写了信号捕捉函数,产生SIGALRM信号后会输出字符串 Bomb!!,可以键盘按键组合结束进程，这里用了CTRL+C,接下来用 setitimer() 函数实现 alarm() 函数
试分析一下 alarm() 函数和 setitimer() 函数的区别?
alarm()函数，当定时时间到了，就会产生SIGALRM信号结束进程。
setitimer()函数从开始计时到时间结束，会产生SIGALRM信号，
若it_interval的值为0，则不会重新启动该定时器，调用 setitimer()失败，返回-1，结束进程。
4.举例说明信号集操作函数的使用
通过命令 man 3 sigsetops 来查看手册:
编写一个打印 sigset_t 的函数
5、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。
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。
通过 man sigprocmask 来查看手册：
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。
通过 man sigpending 来查看手册：
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。
6、 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。
通过 man 2 sigaction 来查看手册：
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。
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。
(1) 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.
(2) 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。
