信号的相关函数

本文 是一篇学习文章，学习的《unix高级环境编程》

1、信号集，它的处理跟5个函数紧密相关。

　　信号集是一个能表示多个信号的数据类型，sigset_t set ；set即一个信号集。

　　既然是一个集合，就需要对集合进行添加/删除等操作。

　　int sigemptyset(sigset_t *set); 将set集合置空

　　int sigfillset(sigset_t *set)； 将所有信号加入set集合

　　int sigaddset(sigset_t *set,int signo); 将signo信号加入到set集合

　　int sigdelset(sigset_t *set，int signo); 从set集合中移除signo信号

　　int sigismember(const sigset_t *set,int signo); signo判断信号是否存在于set集合中。

最简单的应用就是下面的一段代码：

#include <stdio.h>

#include <signal.h>

void main()

{

sigset_t set;

sigemptyset(&set);

sigaddset(&set,SIGINT);

if(sigismember(&set,SIGINT))

printf("yes\n");

if(sigismember(&set,SIGTSTP))

printf("yes too\n");

sigdelset(&set,SIGINT);

sigfillset(&set);

if(sigismember(&set,SIGINT))

printf("yes\n");

if(sigismember(&set,SIGTSTP))

printf("yes too\n");

sigemptyset(&set);

if(sigismember(&set,SIGINT))

printf("yes\n");

if(sigismember(&set,SIGTSTP))

printf("yes too\n");

}

输出：

运行的次数可见一般。

好了。这几个函数一般呢不会这么用，我这里做一个测试只是让你知道该怎么用。他们跟后面要说的函数一起使用，威力才够大。不然，就这些，还远远不够。

注意，我们传送的参数都是信号地址集。

2、sigprocmask函数（该函数，仅仅为单线程定义，多线程可有另外的函数。）

原型：

#include<signal.h>

int sigprocmask(int how,const sigset_t *restrict set,sigset_t *restrict oset)

整个函数可以检测或更改其信号屏蔽字，或者同时执行这两个操作。

我来解释一下这个函数。

第一个参数，如果set非空，如果不为how不为0，表示怎么修改当前信号屏蔽字。有3中方式：

SIG_BLOCK

该进程新的信号屏蔽字是其当前信号屏蔽字和set指向信号集的并集。set包含了我

们希望阻塞的附加信号。

SIG_UNBLOCK

该进程新的信号屏蔽字是其当前信号屏蔽字和set所指向信号集的补集的交集。set包含了

我们希望解除阻塞的信号.

SIG_SETMASK

该进程新的信号屏蔽是set指向的值

若oset非空，那么进程的当前信号屏蔽字通过oset返回。

比如，典型的用法：

sigset_t oldmask,newmask;

sigemptyset(&newmask);

//添加一个信号，

sigaddset(&newmask,SIGQUIT);

if(sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask) < 0)

    .....

sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL);

上面的解释：我们将进程的原先的屏蔽集放在oldmask中，在newmask中我们添加了一些新的信号，我们想屏蔽这些新的信号。然后调用sigprocmask，将newmask和oldmask的并集改成现在进程的屏蔽字。

然后，我们可以使用后面的将屏蔽字 修改成 原先的值。一般的使用法则。

3、sigpending函数

#include<signal.h>

int sigpending(sigset_t *set);

成功返回0，失败返回-1。set带回来的是未决信号集。

这个根据书上的例子是最好的吧。

#include <signal.h>

#include <stdio.h>

static void sig_quit(int);

void main()

{

sigset_t newmask,oldmask,pendmask;

if(signal(SIGQUIT,sig_quit) == SIG_ERR)

printf("signal error\n");

sigemptyset(&newmask);

sigaddset(&newmask,SIGQUIT);

if(sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask) < 0)

printf("SIG_BLOCK error\n");

sleep(5);

if(sigpending(&pendmask) < 0)

printf("sigpend error\n");

if(sigismember(&pendmask,SIGQUIT))

printf("SIGWQUIT pending\n");

if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL) < 0)

printf("SIG_SETMASK error\n");

printf("sigquit unblocked\n");

sleep(5);

exit(0);

}

static void sig_quit(int signo)

{

printf("caught SIGQUIT\n");

if(signal(SIGQUIT,SIG_DFL) == SIG_ERR)

printf("cannot caught SIGQUIT\n");

}

运行结果：

如果我什么都不做，

因为没有未决信号产生，所以，什么都没有做。

如果在sleep中按下ctrl+\。也就是产生sigquit信号，那么结果如下：

我在开始的sleep狂按3次。但是没有反应。说明信号已经被阻塞了。过了5s，发现pendmask有内容了。说明在开始的狂按的信号产生了未决信号，信号产生了但是没有递交。但是在信号解除还原之后，立马信号就被提交了。未决信号得到了处理。于是会运行sig_quit函数。之后，在结束前sleep，我们按下ctrl+\的话，直接退出了，从上图可有看见（因为在处理函数我们又恢复默认）。还有，这也说明，信号没有排队。我狂按了3次，但是只产生了一次信号处理函数。

当然我必须扩展一下，或许也不算扩展，只是我自己不知道罢了。

static void sig_quit(int signo)

{

printf("caught SIGQUIT\n");

if(signal(SIGQUIT,SIG_DFL) == SIG_ERR)

printf("cannot caught SIGQUIT\n");

}

改成

static void sig_quit(int signo)

{

printf("caught SIGQUIT\n");

}

然后运行：

上面，我在第二次sleep的时候，我按下了ctrl+\。结果，sleep直接结束了，输出了处理函数。我换成了另外的SIGTSTP这个信号，也是这样。同时我在第二个sleep之后再加上了一个sleep。

输入两次ctrl+\，也直接退出，没有默认的quit了。

总结：只要我输入了一个信号，肯定会将sleep函数打断，从sleep函数退出。

4、sigaction函数

这个函数呢，在之前应该已经了解了这么多了。sigaction函数的功能是检查或修改与指定信号相关联的处理动作（可同时两种操作）。他是POSIX的信号接口，而signal()是标准C的信号接口(如果程序必须在非POSIX系统上运行，那么就应该使用这个接口)

表头文件 #include<signal.h>

定义函数 int sigaction(int signum,const struct sigaction *act ,struct sigaction *oldact);

又是3个参数，有必要来一一解释一下。

第一个参数是要检测或修改其动作的信号编号。若act非空，就是要修改其动作。若oldact非空，则系统经由oldact指针返回该信号的上一个动作。

如参数结构sigaction定义如下

struct sigaction {

void (*sa_handler)(int);

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

sigset_t sa_mask;

int sa_flags;

void (*sa_restorer)(void);

}

当更改动作的时候，如果sa_handler字段包含一个信号捕捉函数的地址，则sa_mask字段说明了一个信号集，在调用该信号捕捉函数之前，这一信号要加入到进程的信号屏蔽字当中。仅当从信号捕捉函数返回时再将进程的信号屏蔽字恢复为原先的值。这样，在调用信号处理程序的时候就能阻塞某些信号。在信号处理程序被调用的时候，操作系统建立的新信号屏蔽字包括正在被递送的信号。因此保证了在处理一个给定的信号时，如果这种信号再次发生，那么他会被阻塞到对前一个信号的处理结束为止。

一旦给信号设置了一个动作，在调用sigaction函数显示改变它之前，该设置一直有效。

signal函数实现就是根据sigaction的。

一般来说，如果我们设置sa_handler为处理函数，然后，将信号量设置成signal里面的，那个，其余的默认都可以模拟signal。

5、sigsuspend 函数

#include<signal.h>

int sigsuspend(const sigset_t *sigmask)

将进程的信号屏蔽字设置为由sigmask指向的值。在捕捉到一个信号或发生一个会终止该进程的信号之前，该进程被挂起。如果捕捉到一个信号而且从该信号返回了，则sigsuspend返回。并且将信号的屏蔽字设置成sigsuspend之前的值。

也就是说，sigsuspend后，进程就挂在那里，等待着开放的信号的唤醒。系统在接收到信号后，马上就把现在的信号集还原为原来的，然后调用处理函数。

该函数没有成功返回值，如果它返回到调用者，总是-1，errno设置成EINTR（错误的情况）。

注意这个函数是一个原子操作。

或许你还没有明白，那么就按照书上的例子，我修改修改来说明问题。

#include <signal.h>

#include <stdio.h>

static void sig_int(int);

void main()

{

sigset_t newmask,oldmask,waitmask;

printf("program start:\n");

if(signal(SIGINT,sig_int) == SIG_ERR)

printf("signal error\n");

    //在waitmask中，我们设置了阻塞SIGTSTP（ctrl+Z）

sigemptyset(&waitmask);

sigaddset(&waitmask,SIGTSTP);

     //在newmask我们阻塞了SIGINT

sigemptyset(&newmask);

sigaddset(&newmask,SIGINT);

if(sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask) < 0)

printf("sigprocmask error\n");

printf("in critical region\n");

printf("sleep 5 seconds\n");

sleep(5);//第一个5秒

printf("start sigsupend:\n");

if(sigsuspend(&waitmask) != -1)

printf("sigsupend error\n");

printf("after return from sigsupend\n");

if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL) < 0)

printf("sigSetmask error\n");

printf("change to old and sleep 5 seconds\n");

sleep(5);//第二个5秒

printf("exit\n");

exit(0);

}

static void sig_int(int signo)

{

printf("sig_int :\n");

}

运行结果可以分析一下。（设置5秒的作用是好等待我们输入）在第一个5秒期间，我们如果输入crtl+C，因为阻塞了。也就是一直都是未决信号。然后5秒之后，进入sigsuspend，但是会立马被唤醒，因为之前输入的crtl+c信号来了。然后进入第二个5秒。在这个期间，我们已经恢复了原来的屏蔽字。5秒之后结束。若5秒输入任何信号都会打断sleep，提前结束。

好了，若在第一个5秒，我们没有输入任何信号，然后进程会在start sissupend之后，一直挂起了。等待用户发送信号。如果，我们输入CTRL+Z，是没有任何反应的。因为waitmask屏蔽了这个信号，但是这个信号肯定是产生了，只是被阻塞了。也就是停留在未决信号那个阶段。然后一旦我们输入其他没有屏蔽的信号，sigsuspend返回，第二个5秒会被立马退出，因为在sigsuspend期间产生的信号ctrl+z将提前将sleep结束。

运行结果图：

等待用户输入。我们输入ctrl+Z。肯定没有反应。输入其他信号。ctrl+C

我们来看看ps吧

说明信号传递了。进程挂起了。

注意，ctrl+c只是让sigsuspend返回了，没有影响后面的。

还有一点，sigsuspend函数返回之后，信号屏蔽字恢复成了newmask。这一点我们可以自己可以将

if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL) < 0)

printf("sigSetmask error\n");

取消，在第二个5秒输入CTRL+C，，发现没有反应。说明被屏蔽了。

好了，根据这个例子，我想，基本上了解了这个函数了。

这个函数是原子操作，所以可以用来保护临界区，不被特定的信号中断。另外一个应用就是等待一个信号处理程序设置一个全局变量。书上例子这里不多说了。不过书上的实现父子进程同步的函数可以好好看看。