Linux笔记（15）| Linux的信号

飞哥

发布于 2020-11-13 06:42:38

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代码可运行

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今天要分享的是Linux中的信号机制，信号是一种软件中断，是一种处理异步事件的方法，可以很好地在多个进程之间进行同步和简单的数据交换。

一、发送信号

发送信号通常有三种方式，分别是使用kill、raise、sigqueue函数

1、kill函数

int kill(pid_t pid,int sig);

第一个参数代表向谁发送，第二个参数代表发送什么信号。调用成功返回0，调用失败返回-1.

2、raise函数

int raise(int sig);

这个是向自身发送一个信号，等价于

kill(getpid(),sig);

3、sigqueue函数

int sigqueue(pid_t pid,int sig,const union sigval value);

其中第三个参数的形式为

typedef union sigval
{
int sival_int;
void *sival_ptr;
}sigval_t;

这个函数除了能发送信号之外，还能携带一些参数，这些参数就保存在共用体里面。

下面写一个简单的代码

#include<signal.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc,char* argv[])
{
    pid_t pid;
    pid=fork();
    if(pid==0){
        printf("This is child process\n");
        sleep(10);
        printf("does't receive abort signal\n");
    }
    else{
        printf("This is parent process\n");
        sleep(5);
        if(kill(pid,SIGABRT)==-1){
            printf("kill function failed\n");
        }
    }
    return 0;
}

在这里使用fork创建了一个子进程，子进程本来调用sleep函数要睡眠10秒，但是父进程在睡眠5秒后向子进程发送一个中止的信号，导致子进程在5s时中止了。从下面的图中也可以看到原来两个进程都是处于睡眠态，后面就结束了进程。

二、信号的注册和响应

前面讲了三种发送信号的方式，但是光发送信号还不够，对于接收方来说，还得对信号进行处理。

一般可以使用signal函数和sigaction函数来注册信号。

1、signal函数

void (*signal(int signum,void(*handler)(int)))(int);

这个函数原型看起来很复杂，可以难倒很多人，我们可以对他进行简化：

typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum,sighandler_t handler);

这样就清楚很多了。首先看sighandler_t他是一个函数指针，输入参数是int类型，无返回值。

再看signal这个函数，他有两个输入参数，第一个是int类型，第二个是一个函数指针，另外，他返回的也是一个函数指针。

只有对函数指针非常熟悉，才能看懂上面这个表达式。如果还是不懂，可以对比下面这个表达式

char* function(int a,char* b);

这个应该很容易看出是一个函数了吧，两个输入参数，返回一个char*。

如果这个可以看懂，那么上面那个其实是类似的，只不过他不是char* ，而是一个函数指针类型：void(*)(int).

signal函数的第一个参数是信号类型，第二个参数是函数指针，也就是跳转到哪里去执行。也就是说，当收到第一个参数表示的信号之后，就会跳转到第二个参数指向的代码段去执行。

2、sigaction函数

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,
                  struct sigaction *oldact);

这个函数不比上面的简单，其中第二个参数里的结构体类型展开是：

struct sigaction {
    void (*sa_handler)(int);
    void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
    sigset_t sa_mask;
    int sa_flags;
    void (*sa_restorer)(void);
}

在这个结构体中，成员 sa_handler 是一个函数指针，其含义与 signal 函数中的信号处理函数类似。成员sa_sigaction 则是另一个信号处理函数，它有三个参数，可以获得关于信号的更详细的信息。当 sa_flags 成员的值包含了 SA_SIGINFO 标志时，系统将使用 sa_sigaction 函数作为信号处理函数，否则使用 sa_handler 作为信号处理函数。

接下来写一个简单的代码，来应用一下上面的几个函数。实现的需求就是创建一个子进程，父进程每隔一秒钟向子进程发送一个信号，子进程收到信号之后往一个txt文档中写入一句话。

#include<signal.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
void signalDeal(int sig,siginfo_t *info,void*t);

int fg=0;
int main(int argc,char* argv[])
{
    if(argc!=2){
        printf("please input param\n");
        return -1;
    }
    char writebuff[]="This is a test\n";
    int count=0,seektemp=0,j=0;
   int fd=open(argv[1],O_RDWR | O_CREAT,S_IRWXU);       //open a file
   pid_t pid=fork();
   if(pid==0)                            //child process
   {
        struct sigaction act;
        act.sa_sigaction=signalDeal;
        sigemptyset(&act.sa_mask);
        act.sa_flags=SA_SIGINFO;
        sigaction(SIGUSR1,&act,NULL);    
       while(1)
       {
        while(!fg);
        fg=0;
        if(count==0){                         //first write
            int ret=write(fd,writebuff,strlen(writebuff));
            if(ret==-1){
                printf("write failed\n");
            }
            seektemp=lseek(fd,0,SEEK_CUR);
            count++;
        }
        else{                                 //not first write
            j=strlen(writebuff)*count;             //offset
            seektemp=lseek(fd,j,SEEK_SET);
            int ret=write(fd,writebuff,strlen(writebuff));
            if(ret==-1){
                printf("write failed\n");
            }
            count++;
        }
       }
       
   }
   else {                               //parent process
        
        while(1)
        {
            sleep(1);
            int ret=kill(pid,SIGUSR1);
            if(ret==-1){
                printf("send signal failed\n");
            }
            else{
                printf("send signal success\n");
            }
        }
        
   }
}

void signalDeal(int sig,siginfo_t *info,void*t)
{
    if(sig==SIGUSR1)
    {
        fg=1;
    }
}