Linux进程间通信——信号

一.什么是信号

信号是进程在运行过程中，由自身产生或进程外部发过来的消息（事件）。

信号是一种软件中断，它提供了一种处理异步事件的方法，也是进程间唯一的异步通信方式。在Linux系统中，不仅可以用来通知某种程序发生了什么事件，还可以给进程传递数据。

二.信号的种类

信号的名称是在头文件signal中定义的，信号都是以SIG开头。使用命令kill-l可以打印出信号列表。

编号为1～31的信号为不可靠信号（非实时信号），编号32～63的信号为可靠信号（实时信号）。不可靠信号和可靠信号的区别在于，不可靠信号不支持排队，可能会造成信号丢失，而可靠信号则不会。

三.信号处理函数

linux中有有两个常用的信号处理函数singnal和sigaction。有两个信号既不能被忽略也不能被捕捉，它们是SIGKILL和SIGSTOP。即进程接收到这两个信号后，只能接受系统的默认处理，即终止进程。

signal不支持信号传递信息，主要用于前32种非实时信号的处理。

signal函数声明如下

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

第一个参数是指定要处理的信号。第二个参数是个函数指针，用来对指定信号的处理。参数可以为SIG_IGN(忽略该信号)SIG_DFL(系统默认处理)和自定义处理函数（函数原型必须为voidfunc(int)）。

一个简单的例子来展示一下signal的用法。

运行结果如下

按下ctrl+c后会产生一个SIGINT信号，而该信号的默认操作是终止进程，但是在用signal函数后，更改对SIGINT信号的处理为我们的自定义函数。这个程序中按下ctrl+c无法终止进程，不过其他信号的处理没有改变，可以按下ctrl+ \ 结束进程。

sigcation函数声明如下

#include<signal.h>

intsigaction(int signum, const struct sigaction *act, structsigaction *oldact);

signal的第1个参数signum表示要捕捉的信号，第2个参数是个函数指针，表示要对该信号进行捕捉的函数，该参数也可以是SIG_DEF(表示交由系统缺省处理)或SIG_IGN(表示忽略掉该信号而不做任何处理)。signal如果调用成功，返回以前该信号的处理函数的地址，否则返回SIG_ERR。
sighandler_t是信号捕捉函数，由signal函数注册，注册以后，在整个进程运行过程中均有效，并且对不同的信号可以注册同一个信号捕捉函数。该函数只有一个参数，表示信号值。

sigaction函数原型

#include<signal.h>

intsigaction(int sig, const struct sigaction *act, struct sigaction*oldact);

结构体sigaction定义如下

struct sigaction{

void (*sa_handler)(int)

void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);

sigset_t sa_mask;

int sa_flag;

void (*sa_restore)(void);

}；

sa_handler是一个函数指针，其含义与signal函数中的信号处理函数类似。

sa_sigaction则是另一个信号处理函数，它有三个参数，可以获得关于信号的更详细的信息。sa_flags成员的值包含了SA_SIGINFO标志时，系统将使用sa_sigaction函数作为信号处理函数，否则使用sa_handler作为信号处理函数。在某些系统中，成员sa_handler与sa_sigaction被放在联合体中，因此使用时不要同时设置。

sa_mask成员用来指定在信号处理函数执行期间需要被屏蔽的信号，特别是当某个信号被处理时，它自身会被自动放入进程的信号掩码，因此在信号处理函数执行期间这个信号不会再度发生。

sa_flags成员用于指定信号处理的行为，它可以是一下值的“按位或”组合。
SA_RESTART：使被信号打断的系统调用自动重新发起。
SA_NOCLDSTOP：使父进程在它的子进程暂停或继续运行时不会收到SIGCHLD信号。
SA_NOCLDWAIT：使父进程在它的子进程退出时不会收到SIGCHLD信号，这时子进程如果退出也不会成为僵尸进程。
SA_NODEFER：使对信号的屏蔽无效，即在信号处理函数执行期间仍能发出这个信号。
SA_RESETHAND：信号处理之后重新设置为默认的处理方式。
SA_SIGINFO：使用sa_sigaction成员而不是sa_handler作为信号处理函数。

re_restorer成员则是一个已经废弃的数据域，不要使用。

一个简单的例子来展示一下signal的用法。

运行结果

四.信号发送函数

（1）intraise(int sig); 对当前进程发送指定信号

（2）intpause(void);将进程挂起等待信号

（3）intkill(pid_t pid,int sig); 通过进程编号发送信号

（4）unsignedint alarm(unsigned int seconds); 指定时间（秒）发送SIGALRM信号。seconds为0时取消所有已设置的alarm请求；

（5）intsigqueue(pid_t pid,int sig,const union sigval val);类似于kill函数，多了附带共用体unionsigval形数，将共用体中的成员intsival_int或void*sival_ptr的值传递给信号处理函数中的定义类型siginfo_t中的intsi_int或void*si_ptr；

（6）intsetitimer(int which,const struct itimerval *value,struct itimerval*oldvalue); 可定时发送信号，根据which可指定三种信号类型：SIGALRM、SIGVTALRM和SIGPROF；作用时间也因which值不同而不同;structitimerval的成员it_interval定义间隔时间，it_value为0时，使计时器失效；

（7）voidabort(void)将造成进程终止；除非捕获SIGABORT信号;