Linux实时信号不会丢失

原创已于 2023-05-04 16:53:28 修改 · 315 阅读

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于 2023-04-15 23:19:50 首次发布

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文章通过对比Linux中的实时信号与非实时信号在处理中的差异，解释了实时信号不会丢失的原因，即实时信号使用队列管理，能记录重复发送的信号。通过两个程序示例展示了如何阻塞和发送实时信号，证明了在阻塞期间实时信号不会丢失，而是会在解除阻塞后按发送次数响应。

Linux中的实时信号（又称为可靠信号）在被阻塞的时候，不会像非实时信号（不可靠信号）那样丢失。

因为非实时信号的等待信号集是以集合的数据结构进行管理的，所谓集合有一个重要的性质就是元素不能够重复，而实时信号是以队列的形式来管理等待信号的，所以不会存在信号丢失的问题

对于非实时信号，当进程的信号掩码中存在某个非实时信号，那么当这个非实时信号发送给进程的时候，会被内核阻塞，内核会将其放在一个叫做等待信号集的数据结构里面，只有此信号从进程的信号掩码中移除之后，内核才会把等待信号集中的该信号发送给进程，如果在信号阻塞期间，又发送来了相同的信号，那么由于集合的元素不可重复，所以这个重复发送的信号将会被内核丢弃，称为信号丢失，当解除阻塞之后，仅仅会响应一次被阻塞的信号处理函数

对于实时信号而言，由于等待信号（即被内核阻塞期间又发送同样的信号）采用队列管理，所以不存在信号丢失的情况发生，如果某个信号在阻塞期间又多次发送，那么内核会记录信号发送的次数。也就是说：实时信号是可以在阻塞期间重复发送，而不会丢失的，当解除阻塞之后，会多次响应实时信号的信号处理函数！

怎么验证实时信号不可以被阻塞呢？

当然是实践出真知喽：下面通过代码来实践一下：

程序1：阻塞接收来此其他进程发送的实时信号

/**
  ****************************************************************************************
  * @file    09_sigaction.c
  * @author  GuiStar-李什么恩
  * @version V1.1.0
  * @date    2023-4-14
  * @brief   挂起进程，阻塞参数1指定的实时信号，当接收到SIGINT信号之后，进程会被唤醒
  *          并取消对参数1指定的实时信号的阻塞（即从信号掩码中移除），此程序用来验证实
  *          时信号不会丢失
  ****************************************************************************************
  */
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

static void sig_handler1(int sig)
{
    printf("接收到SIGINT,即将唤醒程序！\n");
}

static void sig_handler2(int sig, siginfo_t *info, void *context)
{
    sigval_t sig_val = info->si_value;
    printf("接收到实时信号: %d\n", sig);
    printf("伴随数据为: %d\n", sig_val.sival_int);
    printf("发送方的PID是：%d\n",info->si_pid);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct sigaction sig = {0};
    sigset_t sig_set;
    int num;

    /* 判断传参个数 */
    if (argc<2)
    {
        printf("参数过少\n");
        exit(-1);
    }
    /* 获取用户传递的参数 */
    num = atoi(argv[1]);

    sigemptyset(&sig_set);
    sigaddset(&sig_set, num);

    /* 为实时信号绑定处理函数 */
    sig.sa_handler = sig_handler1;
    sig.sa_flags = 0;
    if (sigaction(SIGINT, &sig, NULL)==-1)
    {
        perror("sigaction error");
        exit(-1);
    }
    sig.sa_sigaction = sig_handler2;
    sig.sa_flags = SA_SIGINFO;
    if (sigaction(num, &sig, NULL)==-1)
    {
        perror("sigaction error");
        exit(-1);
    }
    
    /*挂起此进程，等待SIGINT信号来唤醒，同时阻塞用户给此进程参数指定的实时信号*/
    printf("开始挂起进程，同时阻塞%d信号\n",num);
    if (sigsuspend(&sig_set)!=-1)
    exit(-1);

    printf("程序唤醒成功！\n");


    exit(0);
}

程序2：向某个进程发送实时信号：

/**
  ****************************************************************************************
  * @file    09_sigqueue.c
  * @author  GuiStar-李什么恩
  * @version V1.1.0
  * @date    2023-4-14
  * @brief   向某个进程发送实时信号，参数1指定接受进程的pid号，参数2指定要发送的实时信号的编号
  ****************************************************************************************
  */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    union sigval sig_val;
    int pid;
    int sig;
    /* 判断传参个数 */
    if (argc<3)
    {
        puts("参数过少，参数一：pid，参数二：实时信号");
        exit(-1);
    }

    /* 获取用户传递的参数 */
    pid = atoi(argv[1]);
    sig = atoi(argv[2]);
    printf("pid: %d\nsignal: %d\n", pid, sig);

    /* 发送信号 */
    sig_val.sival_int = 10; //伴随数据
    if (sigqueue(pid, sig, sig_val)==-1) 
    {
        perror("sigqueue error");
        exit(-1);
    }
    puts("信号发送成功!");
    exit(0);
}