2024.02.23作业

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本文详细介绍了C语言中如何处理各种信号（如SIGINT、SIGKILL、SIGCHLD等），以及使用消息队列（如IPC）实现父子进程间的通信。通过实例展示了信号处理函数的用法和消息队列的创建、发送和接收过程。

1. 尝试处理普通信号

#include "test.h"

#define MAXSIZE 128

void handler(int signo)
{
    if (SIGINT == signo)
    {
        printf("用户按下了 ctrl + c 键\n");
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (signal(SIGINT, SIG_IGN) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal error");
        return -1;
    }

    if (signal(SIGINT, SIG_DFL) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal error");
        return -1;
    }

    if (signal(SIGINT, handler) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal error");
        return -1;
    }

    while (1)
    {
        printf("我真的还想再活五百年\n");
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

2. 尝试捕获或忽略SIGKILL信号

#include "test.h"

#define MAXSIZE 128

void handler(int signo)
{
    if (SIGINT == signo)
    {
        printf("用户按下了 ctrl + c 键\n");
    }

    if (SIGKILL == signo)
    {
        printf("捕获了 SIGKILL 信号\n");
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (signal(SIGKILL, SIG_IGN) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal error");
        return -1;
    }

    if (signal(SIGKILL, handler) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal error");
        return -1;
    }

    if (signal(SIGKILL, SIG_DFL) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal error");
        return -1;
    }

    while (1)
    {
        printf("我真的还想再活五百年\n");
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

3. 使用SIGCHLD信号回收僵尸进程

#include "test.h"

#define MAXSIZE 128

void handler(int signo)
{
    if (SIGCHLD == signo)
    {
        while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0);
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (signal(SIGCHLD, handler) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal error");
        return -1;
    }

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        if (fork() == 0)
        {
            sleep(1);
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }
    }

    while (1);

    return 0;
}

4. 模拟出牌案例

#include "test.h"

#define MAXSIZE 128

void handler(int signo)
{
    if (SIGALRM == signo)
    {
        printf("系统为你随机出了一张牌\n");
        alarm(5);
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (signal(SIGALRM, handler) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal error");
        return -1;
    }

    alarm(5);

    char ch = 0;

    while (1)
    {
        scanf("%c", &ch);
        getchar();

        printf("您出的牌为：%c\n", ch);

        alarm(5);
    }

    return 0;
}

5. 验证发送信号函数

#include "test.h"

#define MAXSIZE 128

void handler(int signo)
{
    if (SIGUSR1 == signo)
    {
        printf("造化弄人呀\n");
        raise(SIGKILL);
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (signal(SIGUSR1, handler) == SIG_ERR)
    {
        perror("signal error");
        return -1;
    }

    pid_t pid = fork();

    if (pid > 0)
    {
        while (1)
        {
            printf("我真的还想再活五百年\n");
            sleep(1);
        }
    }
    else if (pid == 0)
    {
        sleep(5);

        printf("我是子进程，我要独立啦！\n");
        kill(getpid(), SIGUSR1);

        while (1)
        {
            printf("富贵险中求\n");
            sleep(1);
        }
    }

    return 0;
}

6. 消息队列

#include "test.h"

struct msgbuf
{
    long mtype;
    char mtext[1024];
};

#define MSGSIZE sizeof(struct msgbuf) - sizeof(long)

int main(int argc, char const *argv[])
{
    key_t key = 0;
    if ((key = ftok("/", 'k')) == -1)
    {
        perror("ftok error");
        return -1;
    }
    printf("ftok success key = %#x\n", key);

    int msgid = -1;
    if ((msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0664)) == -1)
    {
        perror("msgget error");
        return -1;
    }
    printf("msgget success msgid = %d\n", msgid);

    struct msgbuf sbuf;
    while (1)
    {
        bzero(sbuf.mtext, sizeof(sbuf.mtext));

        printf("请输入当前消息的类型：");
        scanf("%ld", &sbuf.mtype);
        getchar();
        printf("请输入消息正文：");
        fgets(sbuf.mtext, sizeof(sbuf.mtext), stdin);
        sbuf.mtext[strlen(sbuf.mtext) - 1] = 0;

        msgsnd(msgid, &sbuf, MSGSIZE, 0);
        printf("发送成功\n");

        if (strcmp(sbuf.mtext, "quit") == 0)
        {
            break;
        }
    }

    return 0;
}

#include "test.h"

struct msgbuf
{
    long mtype;
    char mtext[1024];
};

#define MSGSIZE sizeof(struct msgbuf) - sizeof(long)

int main(int argc, char const *argv[])
{
    key_t key = 0;
    if ((key = ftok("/", 'k')) == -1)
    {
        perror("ftok error");
        return -1;
    }
    printf("ftok success key = %#x\n", key);

    int msgid = -1;
    if ((msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0664)) == -1)
    {
        perror("msgget error");
        return -1;
    }
    printf("msgget success msgid = %d\n", msgid);

    struct msgbuf rbuf;
    while (1)
    {
        bzero(rbuf.mtext, sizeof(rbuf.mtext));

        msgrcv(msgid, &rbuf, MSGSIZE, 1, 0);
        printf("收到的消息为：%s\n", rbuf.mtext);

        if (strcmp(rbuf.mtext, "quit") == 0)
        {
            break;
        }
    }

    return 0;
}

7. 使用消息队列完成两个进程间通信

#include "test.h"

struct msgbuf
{
    long mtype;
    char mtext[1024];
};

#define MSGSIZE sizeof(struct msgbuf) - sizeof(long)

void send(int msgid, long msgtype)
{
    struct msgbuf sbuf;
    while (1)
    {
        bzero(sbuf.mtext, sizeof(sbuf.mtext));

        printf("请输入消息正文：");
        fgets(sbuf.mtext, sizeof(sbuf.mtext), stdin);
        sbuf.mtext[strlen(sbuf.mtext) - 1] = 0;
        sbuf.mtype = msgtype;

        msgsnd(msgid, &sbuf, MSGSIZE, 0);
        printf("发送成功\n");

        if (strcmp(sbuf.mtext, "quit") == 0)
        {
                break;
        }
    }
}

void receive(int msgid, long msgtype)
{
    struct msgbuf rbuf;
    while (1)
    {
        bzero(rbuf.mtext, sizeof(rbuf.mtext));

        printf("\r");
        msgrcv(msgid, &rbuf, MSGSIZE, msgtype, 0);
        printf("收到的消息为：%s\n", rbuf.mtext);
        printf("请输入消息正文：");
        fflush(stdout);

        if (strcmp(rbuf.mtext, "quit") == 0)
        {
            break;
        }
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    key_t key = 0;
    if ((key = ftok("/", 'k')) == -1)
    {
        perror("ftok error");
        return -1;
    }
    printf("ftok success key = %#x\n", key);

    int msgid = -1;
    if ((msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0664)) == -1)
    {
        perror("msgget error");
        return -1;
    }
    printf("msgget success msgid = %d\n", msgid);

    int flag;
    puts("请选择：");
    puts("1. 主发子收");
    puts("2. 主收子发");
    printf("请输入：");
    scanf("%d", &flag);
    getchar();

    pid_t pid = fork();

    if (pid > 0)
    {
        if (flag == 1)
        {
            send(msgid, 1);
        }
        else if (flag == 2)
        {
            receive(msgid, 1);
        }
    }
    else if (pid == 0)
    {
        if (flag == 1)
        {
            receive(msgid, 2);
        }
        else if (flag == 2)
        {
            send(msgid, 2);
        }
    }
    

    return 0;
}