【Linux】进程间通信---信号

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发布时间：2019-03-07

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信号在운算中的应用

1. 信号定义

信号是一个中断软件，它用于通知进程某种事件发生。在典型的 Embedded Unix 系统中，信号有两种形式：可靠和非可靠。

信号分类

非可靠信号 (1~31, 33~63): 不保证按时发送，默认处理方式（SIG_DFL）。

可靠信号 (34~64): 定时发送，拥有进程 ID，允许发送进程等待确认。

2. 信号的产生方式

信号可以通过硬件或软件生成，并影响目标进程。

硬件产生的信号

Ctrl+C: 2号信号（SIGINT），默认终止前台进程。

Ctrl+Z: 20号信号（SIGTSTP），暂停前台进程。

Ctrl+|: 3号信号（SIGQUIT），退出当前程序。

软件产生的信号

kill命令: 可以发送任意信号，例如 kill -9 PID。

abort函数: 生成 6号信号（SIGABRT），常用于抛出错误。

越界或解引用: 生成 11号信号（SIGSEGV）。

3. 信号注册

信号注册是将信号映射到特定处理函数的过程。Linux 使用 sigarrays 来处理信号。

sigarray 操作流程

非可靠信号:

将对应位图位置设置为 1。

创建 sigqueue 节点，添加至 sigqueue 队列。

若队列已有节点，忽略重复操作。

可靠信号:

设置 sigarray 中对应位图为 1。

创建 sigqueue 节点，强制添加至 sigqueue 队列（重复也会拉取）。

4. 信号注销

信号注销仅适用于非可靠信号，因为可靠信号无法回滞。

非可靠信号注销

从 sigqueue 队列中移除对应 sigqueue 节点。

重置 sigarray 中对应位图设置为 0。

5. 信号处理

信号处理可以是默认或者自定义处理。

自定义处理方式

使用 signal 函数定义处理函数：

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

例如：

signal(2, sigback); // 处理 2号信号

6. sigaction 函数

sigaction 函数允许更复杂的处理逻辑。

sigaction 结构

struct sigaction {
    void (*sa_handler)(int);    // 处理函数指针
    void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void*); // 复杂处理
    sigset_t sa_mask;        // collector mask
    int sa_flags;            // SA_* 标记
    void (*sa_restorer)(void); // 恢复函数
};

使用示例

void sigback(int signo) { printf("signo: %d\n", signo); }
int main() {
    struct sigaction act;
    act.sa_flags = SA_SIGINFO; // 设置处理方式为 sigaction 函数
    act.sa_handler = sigback;
    sigaction(2, &act, NULL);
    while (1) {
        printf("linux so easy!\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

7. 信号捕捉流程

信号捕捉发生在：

进程进入内核空间。

调用 do_signal 函数处理信号。

具体步骤

进入内核空间: 调用系统调用函数或库函数。

处理信号: 调用 do_signal。

执行信号处理函数:

使用 sa_handler 或 sa_sigaction 根据 sa_flags 调用相应函数。

8. 信号阻塞

信号阻塞允许进程暂时不响应特定信号。

使用方法

调用 sigprocmask 函数设置 sig_set 和 sig_unblock 操作模式。

示例：

#include 
   
    
#include 
    
     
int main() {
    sigset_t mask;
    sigset_t old_mask;
    sigempty(mask); // 初始化阻塞位图
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, &old_mask);
    // 之后可以根据需求调用 sig_unblock 或 sig_setmask
    sleep(1);
    return 0;
}