signal信号相关

&＃xff08;一&＃xff09;Linux常规信号一览表
1) SIGHUP: 当用户退出shell时&＃xff0c;由该shell启动的所有进程将收到这个信号&＃xff0c;默认动作为终止进程
2) SIGINT&＃xff1a;当用户按下了组合键时&＃xff0c;用户终端向正在运行中的由该终端启动的程序发出此信号。默认动作为终止进程。
3) SIGQUIT&＃xff1a;当用户按下组合键时产生该信号&＃xff0c;用户终端向正在运行中的由该终端启动的程序发出些信号。默认动作为终止进程。
4) SIGILL&＃xff1a;CPU检测到某进程执行了非法指令。默认动作为终止进程并产生core文件
5) SIGTRAP&＃xff1a;该信号由断点指令或其他 trap指令产生。默认动作为终止里程 并产生core文件。
6) SIGABRT: 调用abort函数时产生该信号。默认动作为终止进程并产生core文件。
7) SIGBUS&＃xff1a;非法访问内存地址&＃xff0c;包括内存对齐出错&＃xff0c;默认动作为终止进程并产生core文件。
8) SIGFPE&＃xff1a;在发生致命的运算错误时发出。不仅包括浮点运算错误&＃xff0c;还包括溢出及除数为0等所有的算法错误。默认动作为终止进程并产生core文件。
9) SIGKILL&＃xff1a;无条件终止进程。本信号不能被忽略&＃xff0c;处理和阻塞。默认动作为终止进程。它向系统管理员提供了可以杀死任何进程的方法。
10) SIGUSE1&＃xff1a;用户定义 的信号。即程序员可以在程序中定义并使用该信号。默认动作为终止进程。
11) SIGSEGV&＃xff1a;指示进程进行了无效内存访问。默认动作为终止进程并产生core文件。
12) SIGUSR2&＃xff1a;另外一个用户自定义信号&＃xff0c;程序员可以在程序中定义并使用该信号。默认动作为终止进程。
13) SIGPIPE&＃xff1a;Broken pipe向一个没有读端的管道写数据。默认动作为终止进程。
14) SIGALRM: 定时器超时&＃xff0c;超时的时间 由系统调用alarm设置。默认动作为终止进程。
15) SIGTERM&＃xff1a;程序结束信号&＃xff0c;与SIGKILL不同的是&＃xff0c;该信号可以被阻塞和终止。通常用来要示程序正常退出。执行shell命令Kill时&＃xff0c;缺省产生这个信号。默认动作为终止进程。
16) SIGSTKFLT&＃xff1a;Linux早期版本出现的信号&＃xff0c;现仍保留向后兼容。默认动作为终止进程。
17) SIGCHLD&＃xff1a;子进程结束时&＃xff0c;父进程会收到这个信号。默认动作为忽略这个信号。
18) SIGCONT&＃xff1a;如果进程已停止&＃xff0c;则使其继续运行。默认动作为继续/忽略。
19) SIGSTOP&＃xff1a;停止进程的执行。信号不能被忽略&＃xff0c;处理和阻塞。默认动作为暂停进程。
20) SIGTSTP&＃xff1a;停止终端交互进程的运行。按下组合键时发出这个信号。默认动作为暂停进程。
21) SIGTTIN&＃xff1a;后台进程读终端控制台。默认动作为暂停进程。
22) SIGTTOU: 该信号类似于SIGTTIN&＃xff0c;在后台进程要向终端输出数据时发生。默认动作为暂停进程。
23) SIGURG&＃xff1a;套接字上有紧急数据时&＃xff0c;向当前正在运行的进程发出些信号&＃xff0c;报告有紧急数据到达。如网络带外数据到达&＃xff0c;默认动作为忽略该信号。
24) SIGXCPU&＃xff1a;进程执行时间超过了分配给该进程的CPU时间 &＃xff0c;系统产生该信号并发送给该进程。默认动作为终止进程。
25) SIGXFSZ&＃xff1a;超过文件的最大长度设置。默认动作为终止进程。
26) SIGVTALRM&＃xff1a;虚拟时钟超时时产生该信号。类似于SIGALRM&＃xff0c;但是该信号只计算该进程占用CPU的使用时间。默认动作为终止进程。
27) SGIPROF&＃xff1a;类似于SIGVTALRM&＃xff0c;它不公包括该进程占用CPU时间还包括执行系统调用时间。默认动作为终止进程。
28) SIGWINCH&＃xff1a;窗口变化大小时发出。默认动作为忽略该信号。
29) SIGIO&＃xff1a;此信号向进程指示发出了一个异步IO事件。默认动作为忽略。
30) SIGPWR&＃xff1a;关机。默认动作为终止进程。
31) SIGSYS&＃xff1a;无效的系统调用。默认动作为终止进程并产生core文件。
34) SIGRTMIN &＃xff5e; (64) SIGRTMAX&＃xff1a;LINUX的实时信号&＃xff0c;它们没有固定的含义&＃xff08;可以由用户自定义&＃xff09;。所有的实时信号的默认动作都为终止进程。
信号的产生
终端按键产生信号Ctrl &＃43; c → 2) SIGINT&＃xff08;终止/中断&＃xff09; "INT" ----InterruptCtrl &＃43; z → 20) SIGTSTP&＃xff08;暂停/停止&＃xff09; "T" ----Terminal 终端。Ctrl &＃43; \ → 3) SIGQUIT&＃xff08;退出&＃xff09;
硬件异常产生信号除0操作 → 8) SIGFPE (浮点数例外) "F" -----float 浮点数。非法访问内存 → 11) SIGSEGV (段错误)总线错误 → 7) SIGBUS &＃xff08;二&＃xff09;kill函数/命令产生信号
kill命令产生信号&＃xff1a;kill -SIGKILL pid
kill函数&＃xff1a;给指定进程发送指定信号(不一定杀死)int kill(pid_t pid, int sig); 成功&＃xff1a;0&＃xff1b;失败&＃xff1a;-1 (ID非法&＃xff0c;信号非法&＃xff0c;普通用户杀init进程等权级问题)&＃xff0c;设置errnosig&＃xff1a;不推荐直接使用数字&＃xff0c;应使用宏名&＃xff0c;因为不同操作系统信号编号可能不同&＃xff0c;但名称一致。pid > 0: 发送信号给指定的进程。pid &＃61; 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 &＃61; -1&＃xff1a;发送给进程有权限发送的系统中所有进程。进程组&＃xff1a;每个进程都属于一个进程组&＃xff0c;进程组是一个或多个进程集合&＃xff0c;他们相互关联&＃xff0c;共同完成一个实体任务&＃xff0c;每个进程组都有一个进程组长&＃xff0c;默认进程组ID与进程组长ID相同。
权限保护&＃xff1a;super用户(root)可以发送信号给任意用户&＃xff0c;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&＃xff0c;普通用户也不能向其他普通用户发送信号&＃xff0c;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&＃xff1a;发送者实际或有效用户ID &＃61;&＃61; 接收者实际或有效用户ID&＃xff08;三&＃xff09;raise和abort函数raise 函数&＃xff1a;给当前进程发送指定信号(自己给自己发) raise(signo) &＃61;&＃61; kill(getpid(), signo);int raise(int sig); 成功&＃xff1a;0&＃xff0c;失败非0值abort 函数&＃xff1a;给自己发送异常终止信号 6) SIGABRT 信号&＃xff0c;终止并产生core文件void abort(void); 该函数无返回&＃xff08;四&＃xff09;时钟产生信号
alarm函数
设置定时器(闹钟)。在指定seconds后&＃xff0c;内核会给当前进程发送14&＃xff09;SIGALRM信号。进程收到该信号&＃xff0c;默认动作终止。
每个进程都有且只有唯一个定时器。
unsigned int alarm(unsigned int seconds); 返回0或剩余的秒数&＃xff0c;无失败。常用&＃xff1a;取消定时器alarm(0)&＃xff0c;返回旧闹钟余下秒数。例&＃xff1a;alarm(5) → 3sec → alarm(4) → 5sec → alarm(5) → alarm(0)定时&＃xff0c;与进程状态无关(自然定时法)&＃xff01;就绪、运行、挂起(阻塞、暂停)、终止、僵尸...无论进程处于何种状态&＃xff0c;alarm都计时。使用time命令查看程序执行的时间。 程序运行的瓶颈在于IO&＃xff0c;优化程序&＃xff0c;首选优化IO。实际执行时间 &＃61; 系统时间 &＃43; 用户时间 &＃43; 等待时间&＃xff08;五&＃xff09;setitimer函数设置定时器(闹钟)。 可代替alarm函数。精度微秒us&＃xff0c;可以实现周期定时。int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value); 成功&＃xff1a;0&＃xff1b;失败&＃xff1a;-1&＃xff0c;设置errno参数&＃xff1a;which&＃xff1a;指定定时方式① 自然定时&＃xff1a;ITIMER_REAL → 14&＃xff09;SIGLARM 计算自然时间② 虚拟空间计时(用户空间)&＃xff1a;ITIMER_VIRTUAL → 26&＃xff09;SIGVTALRM 只计算进程占用cpu的时间③ 运行时计时(用户&＃43;内核)&＃xff1a;ITIMER_PROF → 27&＃xff09;SIGPROF 计算占用cpu及执行系统调用的时间
练习: 使用setitimer函数实现alarm函数&＃xff0c;重复计算机1秒数数程序。 【setitimer.c】
拓展练习&＃xff0c;结合man page编写程序&＃xff0c;测试it_interval、it_value这两个参数的作用。 【setitimer1.c】
提示&＃xff1a; it_interval&＃xff1a;用来设定两次定时任务之间间隔的时间。it_value&＃xff1a;初次定时的时长
两个参数都设置为0&＃xff0c;即清0操作。&＃xff08;六&＃xff09;信号集操作函数
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。
信号集设定sigset_t set; // typedef unsigned long sigset_t; int sigemptyset(sigset_t *set); 将某个信号集清0 成功&＃xff1a;0&＃xff1b;失败&＃xff1a;-1int sigfillset(sigset_t *set); 将某个信号集置1 成功&＃xff1a;0&＃xff1b;失败&＃xff1a;-1int sigaddset(sigset_t *set, int signum); 将某个信号加入信号集 成功&＃xff1a;0&＃xff1b;失败&＃xff1a;-1int sigdelset(sigset_t *set, int signum); 将某个信号清出信号集 成功&＃xff1a;0&＃xff1b;失败&＃xff1a;-1int sigismember(const sigset_t *set, int signum);判断某个信号是否在信号集中 返回值&＃xff1a;在集合&＃xff1a;1&＃xff1b;不在&＃xff1a;0&＃xff1b;出错&＃xff1a;-1 sigset_t类型的本质是位图。但不应该直接使用位操作&＃xff0c;而应该使用上述函数&＃xff0c;保证跨系统操作有效。对比认知select 函数。
sigprocmask函数
用来屏蔽信号、解除屏蔽也使用该函数。其本质&＃xff0c;读取或修改进程的信号屏蔽字(PCB中)严格注意&＃xff0c;屏蔽信号&＃xff1a;只是将信号处理延后执行(延至解除屏蔽)&＃xff1b;而忽略表示将信号丢处理。
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset); 成功&＃xff1a;0&＃xff1b;失败&＃xff1a;-1&＃xff0c;设置errno
参数&＃xff1a;set&＃xff1a;传入参数&＃xff0c;是一个位图&＃xff0c;set中哪位置1&＃xff0c;就表示当前进程屏蔽哪个信号。oldset&＃xff1a;传出参数&＃xff0c;保存旧的信号屏蔽集。how参数取值&＃xff1a; 假设当前的信号屏蔽字为mask
SIG_BLOCK: 当how设置为此值&＃xff0c;set表示需要屏蔽的信号。相当于 mask &＃61; mask|set
SIG_UNBLOCK: 当how设置为此&＃xff0c;set表示需要解除屏蔽的信号。相当于 mask &＃61; mask & ~set
SIG_SETMASK: 当how设置为此&＃xff0c;set表示用于替代原始屏蔽集的新屏蔽集。相当于 mask &＃61; set&＃xff0c;调用sigprocmask解除了对当前若干个信号的阻塞&＃xff0c;则在sigprocmask返回前&＃xff0c;至少将其中一个信号递达。
sigpending函数
读取当前进程的未决信号集
int sigpending(sigset_t *set); set传出参数。 返回值&＃xff1a;成功&＃xff1a;0&＃xff1b;失败&＃xff1a;-1&＃xff0c;设置errno&＃xff08;七&＃xff09;信号捕捉
&＃xff08;1&＃xff09;signal函数
注册一个信号捕捉函数&＃xff1a;
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);该函数由ANSI定义&＃xff0c;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&＃xff0c;取而代之使用sigaction函数。void (*signal(int signum, void (*sighandler_t)(int))) (int);能看出这个函数代表什么意思吗&＃xff1f; 注意多在复杂结构中使用typedef。
&＃xff08;2&＃xff09;sigaction函数
修改信号处理动作&＃xff08;通常在Linux用其来注册一个信号的捕捉函数&＃xff09;int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact); 成功&＃xff1a;0&＃xff1b;失败&＃xff1a;-1&＃xff0c;设置errno
参数&＃xff1a;act&＃xff1a;传入参数&＃xff0c;新的处理方式。oldact&＃xff1a;传出参数&＃xff0c;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&＃xff1a;该元素是过时的&＃xff0c;不应该使用&＃xff0c;POSIX.1标准将不指定该元素。(弃用)sa_sigaction&＃xff1a;当sa_flags被指定为SA_SIGINFO标志时&＃xff0c;使用该信号处理程序。(很少使用)
重点掌握&＃xff1a;① sa_handler&＃xff1a;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&＃xff0c;所要屏蔽的信号集合(信号屏蔽字)。注意&＃xff1a;仅在处理函数被调用期间屏蔽生效&＃xff0c;是临时性设置。③ sa_flags&＃xff1a;通常设置为0&＃xff0c;表使用默认属性。
练习:通过sigaction函数捕捉setitimer产生的中断信号.
信号捕捉特性
进程正常运行时&＃xff0c;默认PCB中有一个信号屏蔽字&＃xff0c;假定为☆&＃xff0c;它决定了进程自动屏蔽哪些信号。当注册了某个信号捕捉函数&＃xff0c;捕捉到该信号以后&＃xff0c;要调用该函数。而该函数有可能执行很长时间&＃xff0c;在这期间所屏蔽的信号不由☆来指定。而是用sa_mask来指定。调用完信号处理函数&＃xff0c;再恢复为☆。
XXX信号捕捉函数执行期间&＃xff0c;XXX信号自动被屏蔽。
阻塞的常规信号不支持排队&＃xff0c;产生多次只记录一次。&＃xff08;后32个实时信号支持排队&＃xff09;
练习1&＃xff1a;为某个信号设置捕捉函数【sigaction1.c】
练习2&＃xff1a; 验证在信号处理函数执行期间&＃xff0c;该信号多次递送&＃xff0c;那么只在处理函数之行结束后&＃xff0c;处理一次。 【sigaction2.c】
练习3&＃xff1a;验证sa_mask在捕捉函数执行期间的屏蔽作用【sigaction3.c】&＃xff08;八&＃xff09;SIGCHLD信号
SIGCHLD的产生条件
子进程终止时
子进程接收到SIGSTOP信号停止时
子进程处在停止态&＃xff0c;接受到SIGCONT后唤醒时
借助SIGCHLD信号回收子进程
子进程结束运行&＃xff0c;其父进程会收到SIGCHLD信号。该信号的默认处理动作是忽略。可以捕捉该信号&＃xff0c;在捕捉函数中完成子进程状态的回收。
#include
#include
#include
#include
#include void sys_err(char *str)
{perror(str);exit(1);
}
void do_sig_child(int signo)
{int status; pid_t pid;while ((pid &＃61; waitpid(0, &status, WNOHANG)) > 0) {if (WIFEXITED(status))printf("child %d exit %d\n", pid, WEXITSTATUS(status));else if (WIFSIGNALED(status))printf("child %d cancel signal %d\n", pid, WTERMSIG(status));}
}
int main(void)
{pid_t pid; int i;for (i &＃61; 0; i <10; i&＃43;&＃43;) {if ((pid &＃61; fork()) &＃61;&＃61; 0)break;else if (pid <0)sys_err("fork");}if (pid &＃61;&＃61; 0) { int n &＃61; 1;while (n--) {printf("child ID %d\n", getpid());sleep(1);}return i&＃43;1;} else if (pid > 0) {struct sigaction act;act.sa_handler &＃61; do_sig_child;sigemptyset(&act.sa_mask);act.sa_flags &＃61; 0;sigaction(SIGCHLD, &act, NULL);while (1) {printf("Parent ID %d\n", getpid());sleep(1);}}return 0;
}
分析该例子。结合 17)SIGCHLD 信号默认动作&＃xff0c;掌握父使用捕捉函数回收子进程的方式。 【sigchild.c】如果每创建一个子进程后不使用sleep可以吗&＃xff1f;可不可以将程序中&＃xff0c;捕捉函数内部的while替换为if&＃xff1f;为什么&＃xff1f; if ((pid &＃61; waitpid(0, &status, WNOHANG)) > 0) { ... }思考&＃xff1a;信号不支持排队&＃xff0c;当正在执行SIGCHLD捕捉函数时&＃xff0c;再过来一个或多个SIGCHLD信号怎么办&＃xff1f;
子进程结束status处理方式
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)
options
WNOHANG
没有子进程结束&＃xff0c;立即返回
WUNTRACED
如果子进程由于被停止产生的SIGCHLD&＃xff0c;waitpid则立即返回
WCONTINUED
如果子进程由于被SIGCONT唤醒而产生的SIGCHLD&＃xff0c;waitpid则立即返回
获取status
WIFEXITED(status)
子进程正常exit终止&＃xff0c;返回真
WEXITSTATUS(status)返回子进程正常退出值
WIFSIGNALED(status)
子进程被信号终止&＃xff0c;返回真
WTERMSIG(status)返回终止子进程的信号值
WIFSTOPPED(status)
子进程被停止&＃xff0c;返回真
WSTOPSIG(status)返回停止子进程的信号值
WIFCONTINUED(status)
SIGCHLD信号注意问题
子进程继承了父进程的信号屏蔽字和信号处理动作&＃xff0c;但子进程没有继承未决信号集spending。
注意注册信号捕捉函数的位置。
应该在fork之前&＃xff0c;阻塞SIGCHLD信号。注册完捕捉函数后解除阻塞。
中断系统调用(了解性内容)
系统调用可分为两类&＃xff1a;慢速系统调用和其他系统调用。
慢速系统调用&＃xff1a;可能会使进程永远阻塞的一类。如果在阻塞期间收到一个信号&＃xff0c;该系统调用就被中断,不再继续执行(早期)&＃xff1b;也可以设定系统调用是否重启。如&＃xff0c;read、write、pause、wait...
其他系统调用&＃xff1a;getpid、getppid、fork...
结合pause&＃xff0c;回顾慢速系统调用&＃xff1a;慢速系统调用被中断的相关行为&＃xff0c;实际上就是pause的行为&＃xff1a; 如&＃xff0c;read① 想中断pause&＃xff0c;信号不能被屏蔽。② 信号的处理方式必须是捕捉 (默认、忽略都不可以)③ 中断后返回-1&＃xff0c; 设置errno为EINTR(表“被信号中断”)
可修改sa_flags参数来设置被信号中断后系统调用是否重启。SA_INTERRURT不重启。 SA_RESTART重启。
扩展了解&＃xff1a;sa_flags还有很多可选参数&＃xff0c;适用于不同情况。如&＃xff1a;捕捉到信号后&＃xff0c;在执行捕捉函数期间&＃xff0c;不希望自动阻塞该信号&＃xff0c;可将sa_flags设置为SA_NODEFER&＃xff0c;除非sa_mask中包含该信号。