系统编程-信号-总体概述和signal基本使用

信号章节 -- 信号章节总体概要

信号基本概念

信号是异步事件，发送信号的线程可以继续向下执行而不阻塞。

信号无优先级。

1到31号信号是非实时信号，发送的信号可能会丢失，不支持信号排队。

31号信号到64是实时信号， 发送的信号都会被接收， 支持信号排队。

信号在Linux内核头文件中的宏定义

信号的处理

由于进程启动时，SIGUSR1和SIGUSR2被忽略，一般我们可以在有需要时，去捕获这两个信号，进而调用自己的处理函数。相应的，我们的程序其他地方去发送相应的信号。

signal函数原型 以及使用时所要包含的头文件

和下面的是等价的：

实验1  signal基本使用

实验1.1

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

//定义信号处理函数
//signo: 进程捕获到的信号
void sig_handler(int signo){
    printf("%d, %d occured \n", getpid(), signo);
}

int main(){

    #if 1  // 屏蔽这块代码，就是不捕获这俩信号
    //向内核登记信号处理函数以及信号值
    if(signal(SIGTSTP, sig_handler) == SIG_ERR){

        perror("signal error");
    }
    if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR){

        perror("signal sigint error");
    }
    #endif

    while(1){
        sleep(1);
        printf("- hello -\n");
    };

    return 0;
}

编译运行

同时，根据这里的打印也可以看出，

SIGINT信号就是2号信号， 我们在键盘上按下CTRL+C就可以发送该信号了。

SIGTSTP信号就是20号信号，我们在键盘上按下CTRL+Z就可以发送该信号了。20号信号的备注就是 Keyboard stop， 即通过键盘发信号让进程停止。

实验1.2

如果屏蔽实验1内捕获这俩信号的代码块，运行效果如下

常用知识点补充：

19) SIGSTOP 20) SIGTSTP

19号信号和29号信号的相同点： 都可以使得进程暂停，并且收到SIGCONT信号后可以让进程重新运行。

19号信号和29号信号的不同点：    SIGSTOP不可以捕获(即使用信号处理函数)。

那么，我们来让刚才停止的a.out继续运行吧：

先查看a.out的pid

可见a.out的pid是8349

我们通过kill来发SIGCONT信号(18号信号)让a.out继续运行

可见，a.out又继续运行起来了，

然而，需要注意的是，通过18号信号被继续执行的进程：当终端内按下CTRL+C，则不能使得该进程终止了；且按下CTRL+Z，终端内也毫无迹象；但是可以通过kill -9被杀死。

根据实测，是这样的，事实胜于雄辩。这个问题的原因以及背后隐藏的暂时我们还不知的相应知识点，可以留待以后探索，我们先暂且知道这么一回事就行了。

实验2  SIG_DFL 和 SIG_IGN 使用

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

//定义信号处理函数
//signo: 进程捕获到的信号
void sig_handler(int signo){
    printf("%d, %d occured \n", getpid(), signo);
}

int main(){
    printf("pid: %d \n", getpid());

    #if 1  // 屏蔽这块代码，就是不捕获这俩信号
    //向内核登记信号处理函数以及信号值
    if(signal(SIGTSTP, SIG_IGN) == SIG_ERR){

        perror("signal error");
    }
    if(signal(SIGINT, SIG_DFL) == SIG_ERR){

        perror("signal sigint error");
    }
    #endif

    while(1){
        sleep(1);
        printf("- hello -\n");
    };

    return 0;
}

此时，按下CTRL+Z对程序运行将毫无影响，而CTRL+C则采用默认方式，即结束进程。

实验3 SIGUSR1 和 SIGUSR2 使用

注意，这两个信号在进程启动时默认是被忽略的。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

//定义信号处理函数
//signo: 进程捕获到的信号
void sig_handler(int signo){
    printf("%d, %d occured \n", getpid(), signo);
}

int main(){
    printf("pid: %d \n", getpid());

    #if 1  // 屏蔽这块代码，就是不捕获这俩信号
    //向内核登记信号处理函数以及信号值
    if(signal(SIGUSR1, sig_handler) == SIG_ERR){
        perror("signal error");
    }
    if(signal(SIGUSR2, sig_handler) == SIG_ERR){
        perror("signal sigint error");
    }
    #endif

    while(1){
        sleep(1);
        printf("- hello -\n");
    };

    return 0;
}

编译运行，同时在另一个终端内发送信号 kill -SIGUSR1 10452  、 kill -SIGUSR2 10452

实验4

知识点：SIGKILL 和 SIGSTOP不能被忽略，也不能被捕获。

本实验将尝试捕获SIGKILL和SIGSTOP，并以SIG_IGN的方式进程处理。

核心代码展示：

编译运行将返回SIG_ERR，如下图所示

实验5  SIGCHLD

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>

//定义信号处理函数
//signo: 进程捕获到的信号
void sig_handler(int signo){
    printf("%d, %d occured \n", getpid(), signo);
    wait(NULL);
}

int main(void)
{
    pid_t pid;

    if(signal(SIGCHLD, sig_handler) == SIG_ERR){
        perror("signal error");
    }

    pid = fork();
    if (pid < 0)
    {
        printf("fork error");
    }
    else if (pid == 0) /* first child ： 子进程 */
    {
        sleep(2);
	printf("pid: child  =%ld\n", (long)getpid());
        exit(0);
    }

    // 使用信号的方式，父进程不必在此处阻塞调用wait，可以继续向下执行自己的任务。
    while(1){
        sleep(1);
        printf("father can does his own things \n");
    }
}

编译运行：

实验中可见，父进程收到了子进程的17号信号，17号信号就是SIGCHLD信号(或写作SIGCLD)

使用信号来回收子进程后，父进程不必在阻塞调用wait，可以继续向下执行自己的任务。这个例子充分体现出了信号是一个异步事件。

在父进程还存活的期间，子进程退出将不会产生僵尸进程。

PS：父进程死后，肯定不会有其子进程还仍然是僵尸进程，因为一个子进程们会在其父进程死后被1号进程领养，进而被1号进程回收掉所占用的系统资源。

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