Linux信号的使用

1.1概念

信号：操作系统预先定义好的某些特定的事件，信号可以被产生，也可以被接收。产生和接收的主体都是进程。（一个进程向另一个进程通知某一个事件的发生）。

kill -l//查看所有信号

1~34为普通信号，不存在（0，32，33号信号），34以上为实时信号
Linux系统平台上信号的定义：
每个信号都有一个编号和一个宏定义名称，这些宏定义可以在系统调用signal.h找到。

常见信号的值及对应功能。

1.2信号分类

将信号分为可靠信号（实时信号）和不可靠信号（非实时信号）：
可靠信号：Linux改进了信号机制，新增了32种信号，均为可靠信号，信号支持排队，不会丢失，发多少次，就可以收到多少次，信号值位[SIGRTMIN,SIGRTMAX]区间都是可靠信号。
非可靠信号：从unix系统继承过来的信号都是非可靠信号，信号不支持排队，可能会丢失，比如发送多次相同的信号，进程只能收到一次，信号值小于SIGRTMIN的都是非可靠信号。

1.2信号的产生

1、通过键盘组合键产生，比如ctrl+c产生，SIGINT信号，ctrl+\产生SIGQUIT信号，ctrl+z产生SIGTSTP信号。
2、硬件异常产生信号，这些条件由硬件检测，并通知内核，然后内核向进程发送适当的信号，如执行除以0指令，进程访问了非法的内存，cpu运算单元都会产生异常，内核将这个异常解释成一个个信号发送给进程。
3、一个进程调用kill(2)函数可以发送信号给另一个进程。

1.3信号的响应方式

进程收到信号后，可以选择的处理动作有以下三种：
1、忽略此信号
2、执行该信号的默认处理动作
3、提供一个信号处理函数（自定义），要求内核在处理该信号时切换到用户态执行这个处理函数，这种方式称为捕捉一个信号。
4、大多数信号都可使用这种方式进行处理，但是SIGKILL和SIGSTOP不能被忽略，因为他们向超级用户提供了使进程终止或停止的可靠方法。

修改信号的响应方式

修改系统响应方式的系统调用

#include<signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum,sighandler_t handler);

signum : 信号类型，也是信号对应的宏值
handler: 函数指针，可以是SIG_IGN，内核忽略此信号；如果是SIG_DFL，则表示此信号按照系统默认处理方式处理；可以是用户自定义函数，表示在信号发生时，调用该函数，该函数的格式必须是：一个整型参数，无返回值。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>

void fun(int sig)
{
	printf("sig=%d\n",sig);
}


int main(int argc,char *argv[],char* envp[])
{
	signal(SIGINT,fun);
	while(1)
	{
		printf("hello\n");
		sleep(1);
	}
	exit(0);
}

运行此代码，按下ctrl+c时，本来会产生信号，终端中断，但是当前进程输出sig = 2

进程第一次接收ctrl+c发送信号打印sig第二次收到信号结束进程。

void fun(int sig)
{

	printf("sig=%d\n",sig);
	signal(SIGINT,SIG_DFL);
}


int main()
{
	signal(SIGINT,fun);
	while(1)
	{
		printf("hello\n");
		sleep(1);
	}
	exit(0);
}

当第一次收到信号是我们执行的fun方法的时候，第二次收到信号其实就是在fun方法执行过程中。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>

void fun(int sig)
{

	printf("start\n");
	sleep(5);
	printf("end\n");
}


int main()
{
	signal(SIGINT,fun);
	while(1)
	{
		printf("hello\n");
		sleep(1);
	}
	exit(0);
}

在信号函数的执行过程中，该信号如果多次触发，系统只能记录一次。信号处理函数执行过程中，该信号会被屏蔽。

1.4信号的发送

系统调用：

int kill(pid_t pid, int signum）；

raise函数则允许进程向自身发送信号：

int raise(int signo);

pid:将信号发送给那个进程
signum:发送信号的类型
成功返回0，失败返回-1；
pid > 0 指定接收信号进程的PID

pid == 0 将信号发送给当前进程组中的所有进程

pid == -1 将信号发送给系统上所有的进程（有权限发送）

pid < -1将信号发送给进程组ID为-pid

kill pid //杀死进程
kill -9 pid //强制杀死进程

通过kill函数发送信号实现类似终端kill的相关命令
1、kill系统默认调用SIGTERM（15号）终止指定进程2、加参数-9 系统调用SIGKILL(9)

void fun(int sig)
{

	printf("sig=%d\n",sig);
	signal(SIGINT,SIG_DFL);
}


int main()
{
	signal(SIGINT,fun);
	while(1)
	{
		printf("hello\n");
		sleep(1);
	}
	exit(0);
}

include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>


int main(int argc,char *argv[],char *envp[])
{
	if(argc != 3)
	{
		printf("main argc error\n");
		exit(0);
	}
	int pid = 0;
	int sig = 0;
	sscanf(argv[1],"%d",&pid);
	sscanf(argv[2],"%d",&sig);
	if(kill(pid,sig) == -1)
	{
		perror("kill error");
	}

	exit(0);
}

用mykill终止进程

由图可以看到这个进程使用kill,并没有杀死，要用kill-9


用我们自己模拟实现的：

1.5利用信号异步处理僵尸进程

#define SIGCHID 17//子进程结束后默认给父进程发送信号

void fun(int sig)
{
	printf("sig= %d\n",sig);
	wait(NULL);
}



int main(int argc,char *argv[],char *envp[])
{
	char *s = NULL;
	int n = 0;
	pid_t pid = fork();
	signal(SIGCHLD,fun);
	assert(pid != -1);
	if(pid == 0)
	{
		s = "child";
		n = 1;
	}
	else
	{
		s = "parents";
		n = 7;
	}

	int i = 0;
	for( ;i < n;i++)
	{
		printf("s=%s\n",s);
		sleep(1);
	}
	exit(0);
}

产生僵尸进程

父进程要处理僵尸进程，必须调用wait方法。父进程在子进程结束后调用wait方法，父进程不知道子进程什么时候结束，因此子进程结束后，给父进程发送一个信号，父进程可以在信号处理函数中调用wait方法。