Linux进程间通讯-信号

进程间通讯-信号

目录

• 信号概念
• 常见信号及简单说明
• 信号相关术语
• 相关函数

概念

​ 信号（signal）是Linux系统下的一种进程间通信机制。它是在软件层对中断机制的一种模拟。所以信号也被成为软中断。应用程序收到信号后，有三种处理方式，忽略，默认或者捕捉处理。进程收到信号后，会检查对该信号的处理机制，通常是终止进程或者忽略该信号，如果该信号指定了一个处理函数（捕捉），则会中断当前正在执行的任务，转而去执行该信号的处理函数，返回后，再次继续执行被中断的任务。

​ 信号的处理可以看作是中断服务程序，要求快进快出。不能在这个函数中做太多的事情。否则，本次信号的处理还没有完成，下一个信号又发过来了，这样，我们就会丢失这个信号。如果这种丢失累积出现，程序便会完全乱套。所以，信号处理函数中实现的功能要求高效、简洁。

常见信号及简单说明

信号名	编号	含义	默认操作
SIGHUP	1	本信号在用户终端连接（正常或非正常）结束时发出，通常是在终端的控制进程结束时，通知同一会话内的各个作业，这时它们与控制终端不在关联。	终止进程
SIGINT	2	程序终止信号（interrupt），在用户键入INTR字符（通常是ctrl-c）时发出，用于通知前台进程组终止进程。	终止进程
SIGQUIT	3	和SIGINT类似，但由QUIT字符（通常是Ctrl-)控制，进程因SIGQUIT收到退出时会产生core文件，在这个意义上类似于一个程序错误信号。	终止进程
SIGKILL	9	用来立即结束程序的运行。本信号不能被阻塞、处理和忽略。如果发现某个进程终止不了，可尝试发送这个信号。	终止进程
SIGSTOP	19	停止进程的执行。该进程还未结束，只是暂停执行。本信号不能被阻塞，处理或者忽略。	暂停进程

常用信号及简单说明

系统中的信号

Linux 系统中有许多信号， 其中前面 31 个信号都有一个特殊的名字， 对应一个特殊的事件，将他们称为非实时信号， 这些信号都是从 Unix 系统继承下来的， 他们还有个名称叫“不可靠信号”。

信号相关术语

1.发送信号：

​ 产生信号，发送信号有多种方式，一个进程可以向另一个进程发送一个特定信号，内核也可以向用户进程发送信号，进程还可以向自己发送一个信号。

2.安装中断：

​ 信号到来时，为了不让信号执行默认操作，而是执行自己的代码，也就是说，期望信号到来时，让进程执行我们设置的中断服务程序。3.递送信号

​ 一个信号被操作系统发送到目标进程。

4.捕捉信号

​ 被递送的信号在目标进程引起处理程序的执行。

5.屏蔽信号

​ 进程告诉操作系统暂时不接受某些信号，如果在屏蔽期间向进程发送了屏蔽信号，该信号将不被捕捉，一段时间后，如果进程解除信号屏蔽，该信号就被捕捉到。

6.忽略信号

​ 信号被递送到目标进程，但目标进程不处理，直接丢弃。

7.未觉信号

​ 信号已经产生，但因为目标进程暂时屏蔽该信号而不能被捕捉的信号。

8.可靠与不可靠信号。

​ 编号<32 的叫不可靠信号，>32 的信号为可靠信号

不可靠信号与可靠信号

不可靠信号特点：

​ 1.不可靠信号不排队， 信号的响应会相互嵌套。

​ 2.如果目标进程没有及时响应不可靠信号,那么随后到达的该信号将会被丢弃。

​ 3.每一个不可靠信号都对应一个系统事件,当这个事件发生时,将产生这个信号。

​ 4.如果进程的挂起信号中含有实时和非实时信号,那么进程优先响应实时信号 并且会从大到小依此响应,而非实时信号没有固定的次序。可靠信号的特点:

1. 实时信号的响应次序按接收顺序排队，不嵌套。
2. 即使相同的实时信号被同时发送多次,也不会被丢弃,而会依次挨个响应。
3. 实时信号没有特殊的系统事件与之对应。 

相关函数

函数名	signal
头文件	#includen
函数原型	sig_t signal(int signum, sighandler_t handler);
功能	设置某一信号的对应动作，signal()会依参数signum 指定的信号编号来设置该信号的处理函数。当指定的信号到达时就会跳转到参数handler指定的函数执行
参数说明	1.signum：指明了所要处理的信号编号，它可以取除了SIGKILL和SIGSTOP外的任何一种信号。 2.handler：描述了与信号关联的动作，它可以取以下三种值： （1）一个无返回值的函数地址.这个函数应有如下形式 的定义：void func(int sig); （2）SIG_IGN 这个符号表示忽略该信号 （3）SIG_DFL这个符号表示系统对信号的默认处理。
返回值	成功，返回上一个处理函数的地址，否则返回SIG_ERR，错误码放在errno

函数名	raise
头文件	#include #include
函数原型	int raise(int sig);
功能	将参数sig指定的信号发送给自身进程。
参数说明	1.sig：将要发送的信号ID。
返回值	成功，返回0，否则返回-1错误码放在errno

函数名	kill
头文件	#include #include
函数原型	int kill(pid_t pid,int sig);
功能	可以用来将参数sig指定的信号发送给参数pid指定的进程。
参数说明	1.pid：进程描述符 pid>0 将信号发送给进程ID为pid 的进程。 pid=0 将信号发送给和当前进程相同进程组的所有进程； pid=-1 将信号广播发送给系统内所有的进程； pid<-1 将信号发送给进程组号为pid绝对值的所有进程。 2.sig：表示信号编号。
返回值	成功，0，否则返回-1

函数名	sigprocmask
头文件	#include
函数原型	int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
功能	阻塞或解除阻塞一个或者多个信号 注意：信号的阻塞不同于忽略， 阻塞指的是暂时将信号挂起，不响应他， 待解除阻塞之后还可以处理这个信号,忽略就是直接把信号丢弃了。
参数说明	1.how：操作方式SIG_BLOCK： 在原有阻塞信号基础上增加set中的信号。SIG_SETMASK: 用set中的信号替换原有阻塞信号；SIG_UNBLOCK: 在原有阻塞信号基础上解除set中的信号 2.set：要操作的信号集。 3.oldset：[out]原有的信号集。如果不关注原有的信号集，可设为NULL
返回值	成功，0，否则返回-1，错误码存在errno 里。

函数名	信号集操作函数族
头文件	#include
函数原型	int sigemptyset(sigset_t *set); int sigfillset(sigset_t *set); int sigaddset(sigset_t *set, int signum); int sigdelset(sigset_t *set, int signum); int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
功能	1.sigemptyset( )： 将信号集清空 2.sigfillset( )： 将所有信号添加到信号集中 3. sigaddset( )： 将指定的一个信号添加到信号集中 4.sigdelset( )： 将指定的一个信号从信号集中剔除 5. sigismember( )： 判断一个指定的信号是否被信号集包含
参数说明	1.set：信号集 2. signum：要操作的信号。
返回值	成功：sigismembe 返回 1 其他返回0 失败：sigismembe 返回 0 其他返回-1。 错误码放在errno里

函数名	sigqueue
头文件	#include
函数原型	int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);
功能	给某进程发送一个指定的信号， 同时携带一些数据
参数说明	pid ： 目标进程 PID sig : 要发送的信号 value: 携带的额外数据
	union sigval { int sival_int; void *sival_ptr; };
返回值	成功返回0 ，失败返回-1；错误码放在errno里

函数名	sigaction
头文件	#include
函数原型	int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
功能	捕捉一个指定的信号， 且可以通过扩展响应函数来获取信号携带的额外数据
参数说明	signum ： 要捕捉的信号 act: 信号的新处理方式 oldact: [OUT] 原处理方式
	struct sigaction { void (*sa_handler)(int); void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); sigset_t sa_mask; int sa_flags; void (*sa_restorer)(void); }; 结构体成员详见手册
返回值	成功返回0 ，失败返回-1；错误码放在errno里

函数名	alarm
头文件	#include
函数原型	unsigned int alarm（unsigned int seconds);
功能	在进程中设置一个定时器，当定时器指定的时间到时，它向进程发送SIGALRM信号。如果忽略或者不捕获此信号，则其默认动作是终止调用该alarm函数的进程。要注意的是，一个进程只能有一个闹钟时间，如果在调用alarm之前已设置过闹钟时间，则任何以前的闹钟时间都被新值所代替。需要注意的是，经过指定的秒数后，信号由内核产生，由于进程调度的延迟，所以进程得到控制从而能够处理该信号还需要一些时间。如果有以前为进程登记的尚未超时的闹钟时钟，而且本次调用的seconds值是0，则取消以前的闹钟时钟，其余留值仍作为alarm函数的返回值。
参数说明	1.seconds：指定秒数。
返回值	成功：如果调用alarm前，进程已经设置了闹钟时间，则返回上一个闹钟的剩余时间，否则返回0

函数名	ualarm
头文件	#include
函数原型	__useconds_t ualarm(__useconds_t __value,__useconds_t __interval);
功能	在使当前进程在指定时间（第一个参数）内产生SIGALRM信号，然后每隔指定时间（第二个参数）重复产生SIGALRM信号。
参数说明	1.value：第一次间隔的微秒数； 2.interval：以后每次间隔的微秒数；
返回值	成功：如果调用此ualarm（）前，进程已经设置了闹钟时间，则返回上一个闹钟时间的剩余时间，否则返回0；出错：-1；

函数名	pause
头文件	#include
函数原型	int pause(void);
功能	阻塞进程，等待信号到来。
参数说明	无
use(void);
功能	阻塞进程，等待信号到来。
参数说明	无
返回值	成功：返回0；出错：返回-1，并且设置errno为EINTR。