linux基础——信号阻塞及未决信号
文章目录
- 信号阻塞和未决信号
- 信号集相关API函数
- 操作流程
- 代码示例
- 未决信号
- 代码示例
- pause的使用
- 代码示例
- 信号传送处理过程
- 可重入函数
- 代码示例
- 信号处理函数的继承
- 代码示例
- setitimer实现定时器
- 代码示例
信号阻塞和未决信号
进程可以设置对某个信号的阻塞（屏蔽），需要用到sigset_t（信号集）数据类型。
信号集相关API函数
sigemptyset(3)
#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);
功能：将信号集清空
参数：
set：指定要清空的信号集
返回值：
0 成功
-1 错误
int sigfillset(sigset_t *set);
功能：将信号集设置为满
参数：
set：指定要置满的信号集
返回值：
0 成功
-1 错误
int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
功能：给信号集添加信号
参数：
set：指定信号集
signum：指定要添加的信号
返回值：
0 成功
-1 错误
int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
功能：删除信号集中的某个信号
参数：
set：指定信号集
signum：指定要删除的信号
返回值：
0 成功
-1 错误
int sigismember(const sigset_t *set,int signum);
功能：测试信号是否是信号集中的一个成员
参数：
set：指定的信号集
signum：指定信号
返回值：
-1 错误
0 信号不是信号集中的一个成员
1 信号集中有这个信号
操作流程
如果希望设置进程对2号信号阻塞，就需要设置阻塞信号集
- sigset_t block_set；
- 将block_set集合中的所有成员清空；
- 将2好信号添加到block_set集合中；
- 将block_set设置为这个进程的阻塞信号集。sigprocmask函数使用。
sigprocmask(2)
#include <signal.h>
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, \sigset_t *oldset);
功能：检测或改变阻塞信号
参数：
how：
SIG_BLOCK 当前信号集和set指定信号集的并集
SIG_UNBLOCK 将set集合里的成员从当前进程阻塞信号集中移除
SIG_SETMASK 将set指定为当前进程的阻塞信号集set：指定的新的信号集
oldset：之前的信号集保存到oldset中。
返回值：
0 成功
-1 错误
代码示例
- blocked.c
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
void doit(int n){printf("recv %d signal...\n",n);return;
}int main(void){sigset_t block;printf("pid:%d\n",getpid());//为2号信号添加处理函数signal(64,doit);//将block清空sigemptyset(&block);//将2号信号添加到block集合中sigaddset(&block,64);//将block设置为进程的阻塞信号集sigprocmask(SIG_SETMASK,&block,NULL);//while(1){sleep(10);//}//解除信号阻塞sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&block,NULL);return 0;
}- 执行结果
未决信号
在信号则是期间，可以查看未决信号。
如何查看未决信号。使用sigpending(2)查看
#include <signal.h>
int sigpending(sigset_t *set);
功能：检测未决信号
参数：
set：值-结果参数，用于返回进程的未决信号掩码
返回值：
0 成功
-1 错误
代码示例
- pending.c
#include <stdio.h>
#include <signal.h>int main(void){//定义信号集变量sigset_t b,p;//清空b信号集sigemptyset(&b);//将2号信号添加到b信号集中sigaddset(&b,2);sigaddset(&b,3);//设置进程的信号屏蔽掩码为bsigprocmask(SIG_SETMASK,&b,NULL);while(1){sleep(1);//清空信号集psigemptyset(&p);//获取未决信号掩码sigpending(&p);//检测信号集p中有哪些未决信号int f=sigismember(&p,2);if(f==-1){perror("sigismember");return 1;}if(f==0){printf("not 2\n");}else{printf("2号信号未决\n");}int f3=sigismember(&p,3);if(f3==-1){perror("sigismember");return 1;}if(f3==0){printf("not 3\n");}else{printf("3号信号未决\n");}}return 0;
}- 执行结果
pause的使用
int pause(void);
#include <unistd.h>
int pause(void);
功能：等待一个信号
参数：
void
返回值：
-1 错误 errno被设置为EINTR
代码示例
- pause.c
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>void doit(int n){printf("recv %d signal\n",n);return;
}
int main(void){signal(2,doit);//等待信号到来int f=pause();/*if(f==-1){perror("pause");return 1;}*/printf("pause after...%d\n",f);return 0;
}执行结果
使用alarm和pause完成sleep的功能，mysleep.c
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>void doit(int n){return;
}
unsigned int mysleep(unsigned int seconds){signal(SIGALRM,doit);//设置闹钟int l=alarm(seconds);//暂停pause();return l;
}
int main(void){while(1){mysleep(4);printf("jjjjjjj\n");}return 0;
}
- 执行结果
信号传送处理过程
- 用户输入命令，在bash下启动一个前台作业。
- 用户按下ctrl+c键，这个键盘输入产生一个硬件中断。
- 如果CPU正在执行这个进程的代码，则该进程的用户空间代码暂停执行。CPU从用户态切换到内核态处理硬件中断。
- 终端驱动程序将ctrl+c解释成一个SIGINT信号，记录在该进程的PCB中。
- 当某个时刻，进程从内核态切换会用户态的时候，首先处理PCB中记录的信号，如果PCB中有未处理信号，找到信号对应的信号处理程序进行处理。
- 信号处理函数处理完毕，调用sigreturn(2），继续返回到进程的内核态。再次循环到第五步。
可重入函数
函数使用到的变量的空间全部分配在栈桢中，那这样的函数称为可重入函数。否则称为不可重入函数。
信号的处理函数尽量保证为可重入函数。
代码示例
- reenterable.c
#include <stdio.h>
#include <signal.h>void doit(int n){int v;static int c=0;v=c;v++;usleep(5000);c=v;//usleep(5000);printf("c=%d\n",c);return;
}
int main(void){signal(2,doit);while(1)doit(333);return 0;
}- 执行结果
信号处理函数的继承
子进程会继承父进程的信号处理函数，信号属于进程资源，在进程的PCB中会有信号的记录。
代码示例
- p_signal.c
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>void doit(int n){printf("recv %d signal\n",n);return ;
}
int main(void){pid_t pid;//注册2号信号的处理函数为用户自定义signal(2,doit);//创建子进程pid=fork();if(pid ==-1){perror("fork");return 1;}if(pid==0){printf("child pid %d\n",\getpid());while(1);}else{wait(NULL);}return 0;
}- 执行结果
setitimer实现定时器
系统计时器，运行一个进程的时候，进程所消耗的时间包括三个部分：
- 用户时间：进程消耗在用户态的时间
- 内核时间：进程消耗在内核态的时间
- 睡眠时间：进程消耗在等待I/O、睡眠等不被调度的时间。
内核为每个进程都维护了三个计时器：
- 真实计时器：统计进程的执行时间。
- 虚拟计时器：统计进程的用户时间。
- 实用计时器：统计进程的用户时间和内核时间之和。
执行时间 = 用户时间 + 内核时间 + 睡眠时间。
这三个计时器除了统计进程的各种时间以外，还可以按照各自的计时规则，以定时器的方式工作，向进程周期性的发送不同的信号。
SIGALRM 真实定时器
SIGVTALRM 虚拟定时器
SIGPROF 实用定时器
通过使用setitimer(2)设置、启动、关闭定时器
#include <sys/time.h>
int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value,struct itimerval *old_value);
功能:设置一个间隔时间的定时器
参数：
which：
ITIMER_REAL：SIGALRM
ITIMER_VIRTUAL：SIGVTALRM
ITIMER_PROF：SIGPROF
new_value：定时器新值
old_value：定时器原来的值
返回值：
0 成功
-1 错误 errno被设置
- 补充
struct itimerval{/*间隔时间*/struct timeval it_interval; /* next value *//*初值时间*/struct timeval it_value; /* current value */
};
struct timeval{long tv_sec; /* seconds */long tv_usec; /* microseconds */
};
代码示例
- timer.c
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>void doit(int n){printf("recv signal...\n");return ;
}
int main(void){struct itimerval new;//设置计时器的初始时间new.it_value.tv_sec=5;new.it_value.tv_usec=0;//设置定时器的间隔时间new.it_interval.tv_sec=0;new.it_interval.tv_usec=500000;signal(SIGALRM,doit);//设置定时器setitimer(ITIMER_REAL,&new,NULL);while(1)pause();return 0;
}- 执行结果
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