Linux编程基础之进程间通信之三：信号

一、信号的概述

信号是UNIX 中所使用的进程通信的一种最古老的方法。。它是在软件层次上对中断机制的一种模拟，是一种异步通信方式。信号可以直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互，内核进程也可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。它可以在任何时候发给某一进程，而无需知道该进程的状态。如果该进程当前并未处于执行态，则该信号就由内核保存起来，直到该进程恢复执行再传递给它为止；如果一个信号被进程设置为阻塞，则该信号的传递被延迟，直到其阻塞被取消时才被传递给进程。

一个完整的信号生命周期可以分为3 个重要阶段，这3 个阶段由4 个重要事件来刻画的：信号产生、信号在进程中注册、信号在进程中注销、执行信号处理函数，如下图所示：

用户进程对信号的响应有三种方式：

• 忽略信号，即对信号不做任何处理，但是有两个信号不能忽略，即SIGKILL 及SIGSTOP。
  
• 捕捉信号，定义信号处理函数，当信号发生时，执行相应的自定义处理函数。
  
• 执行缺省操作，Linux 对每种信号都规定了默认操作。
  

linux信号大多数是有内核提供的，下面列出了常见信号的含义和默认操作：

二、信号处理

信号处理的主要方法有两种，一种是使用简单的signal()函数，另一种是使用信号集函数组。下面分别介绍这两种处理方式。

1、使用signal()函数

使用signal()函数处理时，只需要指出要处理的信号和处理函数即可。它主要是用于前32 种非实时信号的处理，不支持信号传递信息，但是由于使用简单、易于理解，因此也受到很多程序员的欢迎。Linux 还支持一个更健壮、更新的信号处理函数sigaction()，推荐使用该函数。

函数格式：

void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int)

        signum : 指定信号代码

        handler：信号处理函数，可以是SIG_IGN、SIG_DFL、用户自定义

2、使用sigaction()函数

函数格式：

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact)

        signum ：信号代码，可以为除SIGKILL 及SIGSTOP 外的任何一个特定有效的信号

        act：指向结构sigaction 的一个实例的指针，指定对特定信号的处理

　　oldact：保存原来对相应信号的处理

        返回值：0成功，其他返回错误代码

三、测试

分别对上述两种方式实现的信号处理进行测试。他们实现的功能都是一样的，编写一个信号处理函数用来捕捉用户输入的SIGINT信号（Ctrl + C）。

1、使用signal()函数

完整测试代码如下：

#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <unistd.h>/* 自定义的信号处理函数 */void my_signal_func(int signum){if(signum == SIGINT){printf("Captured the signal is SIGINT!\n");}else{printf("Cptured error!\n");}}/* *功能 : 捕捉SIGINT信号 */int main(void){printf("Capture SIGINT signal!\n");/* 捕捉相应的信号 */signal(SIGINT, my_signal_func);/* wait a signal */pause();return 0;}

编译并运行，结果如下：

2、使用sigaction()函数

完整的代码如下所示：

#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <unistd.h>#if 0struct sigaction {   void     (*sa_handler)(int);   void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);   sigset_t   sa_mask;   int        sa_flags;   void     (*sa_restorer)(void);};#endif/* 信号处理函数 */static void my_signal_func(int signum){if(signum == SIGINT){printf("Captured the signal SIGINT!\n");}else{printf("Captured error!\n");}}/* *功能 : 捕捉信号SIGINT */int main(void){int ret;struct sigaction my_sigaction;printf("Capture the siganl SIGINT!\n");/* 设置my_sigaction结构体 */my_sigaction.sa_handler = my_signal_func;sigemptyset(&my_sigaction.sa_mask);my_sigaction.sa_flags = 0;/* 将相应的信号与信号处理函数绑定起来 */ret = sigaction(SIGINT, &my_sigaction, 0);pause();// wait for signalreturn 0;}

编译并运行结果如下所示：