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3.14-信号

news 来源：原创 2025/5/30 2:15:09

信号

信号描述

信号的共性：
1. 简单
2. 不能携带大量数据
3. 满足某一特定条件才发送
信号的特质：
- 信号软件层面的中断，一旦信号产生，无论程序执行到什么位置，必须立即停止，处理信号，处理结束后，再继续执行后续指令。
- 所有的信号的产生和处理都是由内核完成。
- 信号的实现手段导致信号有很强的延时。对用户而言依然感觉不到

信号相关的概念

未决：
- 产生与递达（处理）之间的状态，该状态主要受阻塞（屏蔽）影响。
递达：
- 内核产生信号后递送并且成功到达进程。递达的信号会被内核立即处理。
信号处理方式：
1. 执行默认动作。
2. 忽略（丢弃）。
3. 捕捉（调用用户指定的函数）。
阻塞信号集：
- 本质：位图。用来记录信号的屏蔽状态。
- 该信号集中的信号，表示成功被设置屏蔽。再次受到该信号，其处理动作将延后至解除屏蔽。此期间该信号一直处于未决态。
未决信号集：
- 本质：位图。记录信号的处理状态。
- 该信号集中的信号表示信号已经产生但尚未被处理。

信号四要素

信号使用之前，必须确定四要素再使用。

编号
名称
事件
默认处理动作

使用命令kill -l查看 Linux 系统中支持的所有信号。
1. SIGKILL 和 19) SIGSTOP信号，不允许忽略和捕捉，只能执行默认动作，不能将其设置为阻塞。

信号产生

按键产生
- Ctrl + c -> 2) SIGINT（终止/中断）
- Ctrl + \ -> 3) SIGQUT（退出）
系统调用产生
- alarm() -> 14) SIGALRM
软件条件产生
- alarm() -> 14) SIGALRM
- setitimer() -> 14) SIGALRM
硬件异常产生信号
- 段错误：内存访问异常 -> SIGSEGV
- 浮点数例外：除零 -> 8) SIGFPE
命令产生
- kill 命令

kill 函数、命令产生信号

#include <signal.h>
       int kill(pid_t pid, int sig); // 发送信号给一个指定的进程
参：
    pid：
    	> -1：发送信号给指定进程。
    	= 0：发送信号给跟调用 kill 函数的那个进程，处于统一进程组的进程。
    	< -1：取绝对值，发信号给所有该组的组员。
    	-1：发送信号给有权限发送的所有进程。
    sig：信号编号


返回值：
    成功：0
    失败：-1，errno

alarm函数产生信号

每个进程有且仅有唯一的一个闹钟

unsigned int alarm(unsigned int seconds); // 设置定时，发送 SIGALRM 信号
seconds：定时的秒数
返回值：
    上次定时剩余时间。
    不会出错。

使用 time 命令查看程序执行消耗的时间。
实际时间 = 用户时间 + 内核时间 + 等待时间
time ./alarm > out —— 程序优化的瓶颈在 IO

信号集操作函数

#include <signal.h>

sigset_set 自定义信号集

int sigemptyset(sigset_t *set);
清空自定义信号集

int sigfillset(sigset_t *set);
将信号集全部置1

int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
将一个信号添加到信号集

int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
将一个信号从信号集中清除

以上四个函数返回值：
成功：0  失败：-1，errno
    
int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
判断一个信号是否在集合中
在：1
不在：0

操作信号屏蔽字

设置屏蔽信号、接触屏蔽，都使用 sigpromask

int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
参：
    how：
    	SIG_BLOCK: 设置阻塞
		SIG_UNBLOCK：解除屏蔽
		SIG_SIEMASK：用自定义信号集替换 mask
		set：自定义 set。
		oldset：保存修改前的 mask 状态，以便将来恢复。
返回值：
	成功：0  失败：-1，errno

查看未决信号集函数sigpending

#include <signal.h>

       int sigpending(sigset_t *set);
参 set：传出参数。未决信号集。
返回值：
	成功：0  失败：-1，errno

信号捕捉

signal 函数

#include <signal.h>

typedef void (*sighandler_t)(int);

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
参 1：待捕捉的信号编号。
参 2：一旦捕捉到该信号，执行的回调函数
返回值：

sigacton 函数

注册某一个信号的捕捉时间，指定回调函数。

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
参 1：待捕捉的信号
参 2：传入参数，指定新的处理方式
参 3：传出参数，保存就有的信号处理方式。
返回值：成功 0  失败：-1，errno
    
    
struct sigaction {
    void     (*sa_handler)(int); 捕捉函数名，复制 SIG_IGN 表示忽略，赋值 SIG_DEF 表示默认动作
    void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); 信号传参。
    sigset_t   sa_mask; 信号捕捉函数调用期间所要屏蔽的信号
    int        sa_flags; 通常为 0，使用默认属性
    void     (*sa_restorer)(void);
};