《UNIX环境高级编程》读书笔记之信号（1）

1.信号的概念

信号时软中断，它提供了一种处理异步时间的方法。

很多条件都会产生信号：

（1）用户按某些键时，引发终端产生信号。

（2）硬件异常产生信号：除数0，无效的内存引用等。

（3）进程调用kill，可以将任意信号发送给任意进程或进程组。

（4）当检测到某种软件条件已经发生时。例如SIGURG，SIGPIPE和SIGALRM。

当某种信号出现时，可以告诉内核使用下列三种方式来处理：

（1）忽略此信号。

（2）捕捉信号。为了做到这一点，用户需之前就定义好相应的处理函数，并设定函数为特定信号的处理函数。

（3）执行系统默认的动作。下图给出了系统默认的动作。注意，对大部分信号系统默认的处理动作都是终止进程。

2.函数signal

UNIX系统信号机制最简单的接口是signal函数

#include <signal.h>

void (*signal(int signo,void (*func)(int)))(int);

signo的值为信号名。func的值是常量SIG_IGN，常量SIG_DEF或当接到此信号后要调用的函数的地址。如果指定SIG_IGN，则表示忽略此信号。如果指定SIG_DFL，则表示按默认的操作（上图）处理此信号。当指定函数地址时，则在信号发生时调用该函数。

3.可重入函数

Single UNIX Specification说明了再信号处理程序中保证调用安全的函数。这些函数时可重入的并被称为是异步信号安全的。

应当了解，即使信号处理函数都是调用的可重入函数。但每个线程都只有一个errno变量，所以信号处理程序可能会修改其原来的值。因此，作为一个通用的规则当在信号处理函数中调用上述函数时，应先保存errno的值，调用完后再将其恢复。

4.可靠信号术语和语义

当造成信号的事件发生时，为进程产生一个信号。当一个信号产生时，内核通常在进程表中以某种形式设置一个标识，我们就说向进程递送了一个信号。在信号产生和递送之间的时间间隔内，称信号是未决的。

进程可以选用“阻塞信号递送”。如果为进程产生了一个阻塞的信号，而且对该信号的动作是系统默认动作或捕捉该信号，则该信号将保持未决状态。直到该进程为此信号解除了阻塞，或将对此信号的动作更改为忽略。内核在递送一个原来被阻塞的信号给进程时，才决定对它的处理方式。于是进程在信号递送给它之前仍可改变对信号的动作。

每个进程都有一个信号屏蔽字，它规定了当前要阻塞递送到该进程的信号集。对于每种可能的信号，屏蔽字中都有一位与之对应。

5.函数kill和raise

kill函数将信号发送给进程或进程组。raise函数则允许进程向自身发送信号。

#include<signal.h>

int kill(pid_t pid,int signo);

int raise(int signo)

对于kill函数：（1）pid>0时，该信号发送给id为pid的信号。

      （2）pid=0时，该信号发送给与发送进程属同一进程组的所有进程。

      （3）pid<0时，将该信号发送给其进程组ID等于pid绝对值的进程。

      （4）pid=-1时，将该信号发送给发送进程有权限向他们发送的所有进程。

6.函数alarm和pause

使用alarm函数可以设置一个定时器，当定时器超时时，产生SIGALRM信号。如果忽略或不捕捉此信号，则其默认动作时终止调用该alarm函数的进程。

#include <unistd.h>

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

pause函数使调用进程挂起直至捕捉到一个信号。只有执行了一个信号处理程序并从其返回时，pause才返回。

#include <unistd.h>

int pause(void);

#include <signal.h>#include <unistd.h>static void sig_alrm(int signo){}unsigned int sleep(unsigned int seconds){if(signal(SIGALRM,sig_alrm) == SIG_ERR)return seconds;alarm(seconds);pause();return 

7.信号集

我们需要由一个能表示多个信号的数据类型——信号集。POSIX.1定义数据类型sigset_t以包含一个信号集，并且定义了下列5个处理信号的函数。

#include <signal.h>

int sigemptyset(sigset_t *set);

int sigfillset(sigset_t *set);

int sigaddset(sigset_t *set);

int sigdelset(sigset_t *set);

int sigismember(const sigset_t *set,int signo);

8.函数sigprocmask

函数sigprocmask可以检测或更改程序的信号屏蔽字。

#include <signal.h>

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

如果oset是非空指针，则进程的当前信号屏蔽字通过oset返回。如果set是一个非空指针，则参数how指示如何修改当前信号屏蔽字。how可选SIG_BLOCK，SIG_UNBLOCK，SIG_SETMASK。

特别注意，sigprocmask是仅针对单线程定义的。处理多线程进程中信号的屏蔽使用另一个函数。

例：

void pr_mask(const char *str)//打印当前被阻塞的信号{        sigset_t sigset;        int errno_save;        errno_save = errno; /* we can be called by signal handlers */        if (sigprocmask(0, NULL, &sigset) < 0)                perror("sigprocmask error");        printf("mask: %s", str);        if (sigismember(&sigset, SIGINT)) printf("SIGINT ");        if (sigismember(&sigset, SIGQUIT)) printf("SIGQUIT ");        if (sigismember(&sigset, SIGUSR1)) printf("SIGUSR1 ");        if (sigismember(&sigset, SIGUSR2)) printf("SIGUSR2 ");        if (sigismember(&sigset, SIGALRM)) printf("SIGALRM ");        /* remaining signals can go here */        printf("\n");        errno = errno_save;}

9.函数sigpending

sigpending函数返回一信号集，对于调用进程而言，其中的各信号是阻塞不能传递的保持未决状态的信号。该信号通过set参数返回。

#include <signal.h>

int sigpending(sigset_t *set);

例：

#include "apue.h"static void sig_quit(int);int main(void){sigset_t newmask,oldmask,pendmask;if(signal(SIGQUIT,sig_quit) == SIG_ERR)err_sys("can't catch SIGQUIT");sigemptyset(&newmask);sigaddset(&newmask,SIGQUIT);if(sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask) < 0)err_sys("SIG_BLOCK error");sleep(5);if(sigpending(&pendmask) < 0)err_sys("sigpending error\n");if(sigismember(&pendmask,SIGQUIT))printf("\nSIGQUIT pending\n");if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL) < 0)err_sys("SIG_SETMASK error");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)err_sys("can't reset SIGQUIT");}