进程间通信(五)—信号
我会用几篇博客总结一下在Linux中进程之间通信的几种方法,我会把这个开头的摘要部分在这个系列的每篇博客中都打出来
进程之间通信的方式
- 管道
- 消息队列
- 信号
- 信号量
- 共享存储区
- 套接字(socket)
进程间通信(四)—共享存储区传送门:http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5651995.html
进程间通信(三)—信号量传送门:http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5649792.html
进程间通信(二)—消息队列传送门:http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5642575.html
进程间通信(一)—管道传送门:http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5636339.html
我感觉这么写下去越来越不像进程间的通信了,更像是进程间的打招呼。。。信号就是这样的,某某(这个某某有很多可能性)给进程一个信号,进程就会在适当的情况下处理这个信号(这说明进程可能不会立即处理信号),什么是适当的时候呢?比如说中断返回的时候,或者内核态返回用户态的时候(这个情况出现的比较多)等等(推荐本书《Linux内核设计与实现》,里面讲过)。。。这个也不是本篇的主题就不多述了。
首先来说信号是怎么产生的!
- 由硬件产生,别入从键盘敲入组合键发送一个信号,常用的Ctrl+C就可以给前台进程发送。
- 由进程发送(或者说是由软件产生),比如我们可以在shell进程下输入kill命令给一个进程发送信号(命令:kill -信号标号 PID)
- 异常,当异常的发生的时候肯定是会发送信号的
然后说信号的处理方式,谁来处理信号?肯定是操作系统来,难不成还是程序员么。文章一开头就说了,信号不一定会被立即处理,操作系统不会为了处理一个信号而把当前正在运行的进程挂起(切换进程)或者杀掉(肯定不会杀掉啊,难道看见一个信号就杀害一个无辜群众么),挂起(进程切换)的话消耗太大了,如果不是紧急信号,可能是不会立即处理的。操作系统多选择在内核态切换回用户态的时候处理信号,这样就利用两者的切换来处理了(不用单独进行进程切换以免浪费时间)。
总归是不能避免的,因为很有可能在睡眠的进程就接收到信号,操作系统肯定不愿意切换当前正在happy地跑着的进程,于是就得把信号储存啊,因为是进程收到的信号,所以把信号储存在进程唯一的PCB(就是task_struct)当中。struct sigpending pending;字段就是存放信号的信号表,之后会解释pending。
信号的处理过程
所有的信号可以通过kill -l 命令查看
需要注意的几点
- 没有0号信号
- 没有32,33号信号
- 从31号信号分开,前面的是普通信号,后面的是实时信号,本篇介绍的是普通信号
- 信号和前面的标号是一致的,可以使用标号,也可以使用宏名称
信号的处理方式有三种
- 忽略(就是这么6,你发啥我都不理你)
- 默认处理方式,操作系统设定的默认处理方式,会终止一个进程,就是说接到信号就把这个进程干掉了
- 自定义处理方式,想干什么还是得我说了算,你需要一个signal函数
- 函数原型:sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
- 头文件:#include <signal.h>
- 参数解析:
- 第一个是信号标号,给数字就可以啦
- 关键是第二个参数这里,sighandler_t是一个typedef来的,主要是为了可读性,原型是void (*)(int)函数指针啦,int的参数会被设置成signum
- 我有用到这个函数,可以在我的测试用例中看一下用法
- 相关函数解析
这次就没有创建函数什么的了,主要是信号相关的一些操作函数,但是由于比较多和繁杂,不好每一个都写测试用例看输出结果,最后的测试程序只用了一部分函数,并没有全部使用到
前面说了用kill命令可以给进程发信号,可是我想用C语言编写程序发,别怕!你需要下面的函数(raise函数只能给进程本身发信号)
- 函数原型:int raise(int signo);
- 头文件:#include <signal.h>
- 参数解析:
- 就一个参数就是信号了,可以用标号,也可以用宏名
或者你说不想光给自己发信号,光自己是很没意思,那么看下面这个函数
- 函数原型:int kill(pid_t pid, int signo);
- 头文件:#include <signal.h>
- 参数解析:
- 第一个参数是pid进程号,你得让操作系统知道你要给哪个进程发信号,给自己发也是可以的哦
- 第二个参数是信号。。。呃,准确的说是哪个信号,可以用标号,也可以用宏名
看这个信号(6) SIGABRT,这个信号可以让进程异常终止,他有一个对应的函数
- 函数原型:void abort(void);
- 头文件:#include <stdlib.h>
- 参数解析:
- 这根本就没有参数嘛!那就写点其他的。
- 该函数没有返回值,因为该函数执行绝对不会失败(为什么?杀个进程而已,谈什么失败(一刀不行就两刀!!(玩笑))),和exit函数一样绝对不会失败(重要!说两遍!)和exit函数不同的地方是,exit会设置退出码。
看这个信号(14) SIGALRM,这个信号是闹钟信号,它可以由这个函数发送
- 函数原型:unsigned int alarm(unsigned int seconds);
- 头文件:#include <unistd.h>
- 参数解析:
- 参数都写的这么清楚了!等待多少秒之后就会发送SIGALRM信号给当前进程。
接下来说明一下阻塞信号,就是(pending)了
- 阻塞信号(pending signal)
之前提到过,可以忽略一个信号,那么我说,阻塞和忽略是不一样的,阻塞是进程收不到该信号,忽略是进收到该信号,却不做出任何反应
实际执行信号的处理动作称为信号递达(Delivery),信号从产生到递达之间的状态,称为信号未决(Pending)。进程可以选择阻塞(Block )某个信号。被阻塞的信号产生时将保持在未决状态,直到进程解除对此信号的阻塞,才执行递达的动作。
task_struct中有类似字段,之前说的信号可能不会立即被执行就会存储在pending表里面
其中一旦信号被block,当有信号产生的时候会一直pending,因为未决就是未处理的意思,block到不了就处理不了,pending会一直有该位
以为PCB中使用32位来表示上图中的block和pending表,所以非实时信号就算发送多个,也只显示一个。实时信号会排队,有几个来就有几个排队
block表:某位为0表示该位对应标号的信号未被阻塞,为1表示阻塞
pending表:某位为0表示信号还未产生或者已经被处理
上图中2号信号两个表同时为1表示产生了2号信号,但因为2号信号被阻塞所以一直未决。
介绍几个操作这两张表的函数
- 函数原型:
int sigemptyset(sigset_t *set);用于初始化一个信号集(新创建出来的sigset_t对象都要先执行这个函数再去操作)
int sigfillset(sigset_t *set);初始化信号集,所有位置位1,表示支持所有信号(就好像添加了所有的信号)
int sigaddset(sigset_t *set, int signo);把感兴趣的(想要操作)信号添加到信号集int sigdelset(sigset_t *set, int signo);把感兴趣的(想要操作)信号从信号集踢出去
int sigismember(const sigset_t *set, int signo);判断你传入的signo是否是set集合中的一员 - 头文件:#include <signal.h>
- 参数解析:
- sigset_t结构体的参数表示信号集,信号操作的时候都是以信号集合的方式进行操作,需要事先创建一个该结构体的对象,然后把想要操作的信号添加到信号集合对象当中去
- signo就是信号的标号了
如何阻塞一个信号?用下面的函数
- 函数原型:int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset);
- 头文件:#include <signal.h>
- 参数解析:
- 先说how,有三个宏
- SIG_BLOCK添加到block表当中去
- SIG_UNBLOCK从block表中删除
- SIG_SETMASK设置block表(跟第一个SIG_BLOCK不同,这个是直接让当前进程和set完全相等,不是把set的添加到当前block表中去了)
- set表示要设置的集合,比如你集合里面有1234,就这些,那么这个函数就把这几个根据第一个参数how进行设置
- oset表示old set就是设置之前保存一下之前的block表信息,可以给NULL
- 先说how,有三个宏
如何获取当前pending表中的信息?你需要它~
- 函数原型:int sigpending(sigset_t *set);
- 头文件:#include <signal.h>
- 参数解析
- 这是一个输出型参数,会把当前进程的pending表打印到传入的set集中
事已至此,基本操作就说完了,废话少说,show me the code
功能看结果图:先贴结果图,一开始没有任何信号,所以pending表中全是0,我通过Ctrl+C传入2号信号,看到pending表中有2号被置位了,经过10秒取消阻塞,2号信号被处理(经过我自定义的函数)
我的程序只有一个文件server.c
1 #include <stdio.h> 2 #include <sys/signal.h> 3 #include <sys/types.h> 4 #include <signal.h> 5 6 7 8 void func(int num) 9 { 10 printf("catch signal number is %d",num); 11 12 } 13 14 15 void printfpendingsignal(sigset_t *set) 16 { 17 int i; 18 for(i=1;i<32;++i) 19 { 20 if(sigismember(set,i)) 21 { 22 printf("1"); 23 24 } 25 else 26 { 27 printf("0"); 28 } 29 } 30 printf("\n"); 31 } 32 33 34 int main() 35 { 36 sigset_t s,p,o; 37 signal(SIGINT,func); 38 sigemptyset(&s); 39 sigemptyset(&p); 40 sigemptyset(&o); 41 sigaddset(&s,SIGINT); 42 sigprocmask(SIG_SETMASK,&s,&o); 43 int count=0; 44 while(1) 45 { 46 sigpending(&p); 47 printfpendingsignal(&p); 48 sleep(1); 49 if(count++==10) 50 { 51 printf("recover!\n"); 52 sigprocmask(SIG_SETMASK,&o,NULL); 53 } 54 } 55 return 0; 56 }
转载于:https://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5656449.html
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