Linux 进程间信号通信

  
  Linux下，进程间通信有多种方式，使用信号进行通信，是进程间通信机制中唯一的异步通信机制，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达。所以 是一种比较灵活的方式。
  信号的种类，发送和注册的系统调用，以及收到信号后的几种处理方式（捕捉、忽略、默认处理动作），还有信号从诞生到注销的处理流程，可以参考 Linux异步之信号(signal)机制分析 。
  
  使用基本的系统调用（kill和signal）来实现同一用户进程间的通信，先看一段代码：

#include"stdio.h"
#include"unistd.h"
#include"signal.h"
#include"stdlib.h"
#include"sys/wait.h"
int wait_mark;

void waiting(){
    while(wait_mark!=0);
}

void stop(){
    wait_mark=0;
}

int main()
{
    int p1,p2;
    while((p1=fork())==-1);
    if(p1>0)
    {
        while((p2=fork())==-1);
        if(p2>0)
        {
            printf("parent\n");
            kill(p1,16);
            kill(p2,17);
            wait(0);wait(0);
            printf("parent process is killed!\n");
            exit(0);
        }
        else
        {
            printf("p2\n");
            wait_mark=1;
            signal(17,stop);
            waiting();
            printf("child process 2 is killed by parent!\n");
            exit(0);
        }

    }
    else
    {
        printf("p1\n");
        wait_mark=1;
        signal(16,stop);
        waiting();
        printf("child process 1 is killed by parent!\n");
        exit(0);
    }
}

  上述代码实现了父进程向两个子进程p1、p2分别发送信号16和信号17，子进程p1、p2在收到信号后执行相应处理（stop函数）。
  但是，由于OS进程调度的问题，可能会导致父进程以及发送信号（kill系统调用已经执行），而子进程p1、p2还未注册信号（signal系统调用未执行）。所以我们使用信号系统调用时要注意这个问题，在这段程序中造成的后果是死循环无法跳出。
  
  这是一段演示性的程序，所以我们可以想一些非常规的方式，比如：
  （1）通过Sleep（）函数让父进程休眠一段时间；
  （2）利用1号软中断等待用户从键盘输入；
  （3）利用Scanf（）等待用户输入；
  （4）通过signal（）函数让父进程等待从操作系统接收信号。
  方法（4）本质就是利用终端这个进程给父进程发送信号，父进程在收到终端进程的信号之后再给子进程p1、p2发送信号。由于从程序开始执行到发出信号，其间的时间间隔已经足够子进程执行singal系统调用，使信号跟相关函数关联，所以父进程发信号时，子进程就执行相关函数。

#include"stdio.h"
#include"unistd.h"
#include"signal.h"
#include"stdlib.h"
#include"sys/wait.h"
int wait_mark;

void waiting()
{
    while(wait_mark!=0);
}

void stop()
{
    wait_mark=0;
}

void CatchSigUsr1(int sig)
{
    printf("SIGUSR1 Caught\n");
    wait_mark=0;
}

int main()
{
    int p1,p2;
    while((p1=fork())==-1);
    if(p1>0)
    {
        while((p2=fork())==-1);
        if(p2>0)
        {
            printf("parent\n");
            wait_mark=1;
            signal(SIGUSR1, CatchSigUsr1);
            waiting();
            kill(p1,16);
            kill(p2,17);
            wait(0);wait(0);
            printf("parent process is killed!\n");
            exit(0);
        }
        else
        {
            printf("p2\n");
            wait_mark=1;
            signal(17,stop);
            waiting();
            printf("child process 2 is killed by parent!\n");
            exit(0);
        }
    }
    else
    {
        printf("p1\n");
        wait_mark=1;
        signal(16,stop);
        waiting();
        printf("child process 1 is killed by parent!\n");
        exit(0);
    }
}

  
  假设这段代码文件名为a.c，编译链接后名为a.out。运行程序，并通过ctrl+z将程序调到后台：由于需要在终端向程序发送信号，所以选择将程序调入到后台运行，从上图中可以看到，此时程序调入后台后，已经处于阻塞态。（其中，程序中的parent进程号为12312）。

  
  通过kill向程序发送SIGUSR1信号，使得程序能够执行相应的函数：需要说明的是，程序由于此时是处于阻塞态的，所以在接收到信号后也不会去执行定义的函数，而是将PCB表中相应信号位置1，当程序调入到前台运行时，便会从PCB表里查找各个软中断信号信息，进而执行相应的中断服务程序。

  
  将程序调到前台执行：程序调入前台后，正常执行相应的函数，由于从程序开始执行到发出信号。

  
  简单点，直接写一个脚本完成上述操作,该脚本实现在终端输入任意字符后回车,将给父进程发送信号：

#!/bin/sh
if [ -s a ]
then
echo "Please input signal, then the sons will be killed."
else
gcc -o a a.c
echo "Please input signal, then the sons will be killed."
fi
./a&
read sig

OIFS="$IFS"
IFS=$'\n'
if [ "$sig" != "" ]
then
x=`ps -u|grep "./a"|awk '{print $2}'`
#echo $x
y=($x)
kill -s SIGUSR1 ${y[0]}
fi
IFS="$OIFS"
exit 0

  
【Reference】
  Linux异步之信号(signal)机制分析
  SIGUSR1 信号