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两个状态:
递达:递送并且到达进程。
未决:产生和递达之间的状态。主要由于阻塞(屏蔽)导致该状态。
信号的三种处理方式:
Linux 内核的进程控制块 PCB 是一个结构体task_struct, 除了包含进程 id,状态,工作目录,用户 id,组 id,文件描述符表,还包含了信号相关的信息,主要指阻塞信号集和未决信号集。
阻塞信号集(信号屏蔽字):
未决信号集:
可使用 kill –l 命令查看当前系统可使用的信号有哪些。
不存在编号为 0 的信号。其中 1-31 号信号称之为常规信号(也叫普通信号或标准信号),34-64 称之为实时信号,驱动编程与硬件相关。名字上区别不大。而前 32 个名字各不相同。
可通过 man 7 signal 查看帮助文档获取;这里特别强调9) SIGKILL 和 19) SIGSTOP 信号,不允许忽略和捕捉,只能执行默认动作。甚至不能将其设置为阻塞。
kill()函数
作用:将信号发送给进程或进程组
头文件:#include <signal.h>
函数原型:int kill (pid_t pid,int signo)
返回值:成功:0;失败:-1,设置 errno (ID 非法,信号非法,普通用户杀 init 进程等权级问题)
函数参数:
signo参数:指定信号编号,不推荐直接使用数字,应使用宏名,因为不同操作系统信号编号可能不同,但名称一致。
pid参数的四种情况:
pid > 0: 发送信号给指定的进程。
pid = 0: 发送信号给 与调用 kill 函数进程属于同一进程组的所有进程。
pid < 0: 取|pid|发给对应进程组。
pid = -1:发送给进程有权限发送的系统中所有进程。
进程组:每个进程都属于一个进程组,进程组是一个或多个进程集合,他们相互关联,共同完成一个实体任务,每个进程组都有一个进程组长,默认进程组 ID 与进程组长 ID 相同。
权限保护:super 用户(root)可以发送信号给任意用户,普通用户是不能向系统用户发送信号的。 kill -9 (root 用户的 pid) 是不可以的。同样,普通用户也不能向其他普通用户发送信号,终止其进程。 只能向自己创建的进程发送信号。普通用户基本规则是:发送者实际或有效用户 ID == 接收者实际或有效用户 ID
alarm() 函数
作用:设置定时器(闹钟)。在指定 seconds 后,内核会给当前进程发送 14号(SIGALRM) 信号。进程收到该信号,默认动作终止。
每个进程都有且只有唯一个定时器。
函数原型:unsigned int alarm(unsigned int seconds);
返回值:0 或剩余的秒数,无失败。
常用:取消定时器 alarm(0),返回旧闹钟余下秒数。
例:alarm(5) → 3sec → alarm(4) → 5sec → alarm(5) → alarm(0)
定时,与进程状态无关(自然定时法)!就绪、运行、挂起(阻塞、暂停)、终止、僵尸…无论进程处于何种状态,alarm 都计时。
内核实现信号捕捉过程:
signal()函数
作用:注册一个信号捕捉函数
typedef void (*sighandler_t)(int);
函数原型:sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
函数参数:signum:欲要设置捕捉的信号编号;
handler:回调函数,信号捕捉后所要执行的函数;
注意:该函数由 ANSI 定义,由于历史原因在不同版本的 Unix 和不同版本的 Linux 中可能有不同的行为。因此应该尽量避免使用它,取而代之使用 sigaction 函数。
sigaction() 函数
作用:修改(捕捉)信号处理动作(通常在 Linux 用其来注册一个信号的捕捉函数)
函数原型: int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
返回值:成功:0;失败:-1,设置 errno
参数:signum:欲要设置捕捉的信号编号;
act:传入参数,新的处理方式。
oldact:传出参数,旧的处理方式。
struct sigaction 结构体
struct sigaction
{
void (*sa_handler)(int);
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
void (*sa_restorer)(void);
};
sa_restorer:该元素是过时的,不应该使用,POSIX.1 标准将不指定该元素。(弃用)
sa_sigaction:当 sa_flags 被指定为 SA_SIGINFO 标志时,使用该信号处理程序。(很少使用)
重点掌握:
① sa_handler:指定信号捕捉后的处理函数名(即注册函数)。也可赋值为 SIG_IGN 表忽略 或 SIG_DFL 表执行默认动作
② sa_mask: 调用信号处理函数时,所要屏蔽的信号集合(信号屏蔽字)。注意:仅在处理函数被调用期间屏蔽生效,是临时性设置。
③ sa_flags:通常设置为 0,表使用默认属性。
信号捕捉特性:
内核通过读取未决信号集来判断信号是否应被处理。信号屏蔽字 mask 可以影响未决信号集。而我们可以在应用程序中自定义 set 来改变 mask。已达到屏蔽指定信号的目的。
sigset_t 类型的本质是位图。但不应该直接使用位操作,而应该使用下述函数,保证跨系统操作有效。
头文件:#include <signal.h>
指定参数类型:sigset_t set; // typedef unsigned long sigset_t;
int sigemptyset(sigset_t *set); 将某个信号集清 0 成功:0;失败:-1
int sigfillset(sigset_t *set); 将某个信号集置 1 成功:0;失败:-1
int sigaddset(sigset_t *set, int signum); 将某个信号加入信号集成功:0;失败:-1
int sigdelset(sigset_t *set, int signum); 将某个信号清出信号集 成功:0;失败:-1
int sigismember(const sigset_t *set, int signum);判断某个信号是否在信号集中 返回值:在集合:1;不在集合:0;出错:-1
sigprocmask() 函数
作用:用来设置屏蔽信号、解除屏蔽使用该函数。其本质,读取或修改进程的信号屏蔽字(PCB 中)
头文件:include <signal.h>
函数原型:int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset)
返回值:成功:0;失败:-1,设置 errno
函数参数:
set:传入参数,是一个位图,set 中哪位置 1,就表示当前进程屏蔽哪个信号。
oldset:传出参数,保存旧的信号屏蔽集。
how 参数取值: 假设当前的信号屏蔽字为 mask
- SIG_BLOCK: 当 how 设置为此值,set 表示需要设置屏蔽的信号。相当于 mask = mask|set
- SIG_UNBLOCK: 当 how 设置为此,set 表示需要解除屏蔽的信号。相当于 mask = mask & ~set
- SIG_SETMASK: 当 how 设置为此,set 表示用于替代原始屏蔽及的新屏蔽集。相当于 mask = set;若调用 sigprocmask 解除了对当前若干个信号的阻塞,则在 sigprocmask 返回前,至少将其中一个信号递达。
sigpending() 函数
作用:读取当前进程的未决信号集
函数原型:int sigpending(sigset_t *set);
函数参数: set 传出参数。
返回值:成功:0;失败:-1,设置 errno
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