Linux系統(tǒng)編程 | 信號的產(chǎn)生

西北望msm66g9f 2018-07-23

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本文字數(shù)：2108字

閱讀時間：6分鐘

作者

良許

一個熱愛技術(shù)的程序猿

終端按鍵產(chǎn)生信號

ctrl + c

發(fā)送2號信號SIGINT，將中止當前進程。SIGINT的“INT”是interrupt的意思；

ctrl + z

發(fā)送20號信號SIGTSTP，暫停/停止當前進程。SIGTSTP中的“T”是terminal的意思。進程收到此信號后，將由當前轉(zhuǎn)入后臺，可用ps aux找到它。

比如說，我們使用vim編寫代碼時，需要在vim以外處理一些事情，但又不想退出vim，可用ctrl + z命令讓vim進程進入后臺，之后再用fg命令重新將vim進程喚回前臺，繼續(xù)編輯；

ctrl + \

發(fā)送 3號信號SIGQUIT給前臺進程組中的所有進程，終止前臺進程并生成 core 文件；

硬件異常產(chǎn)生信號

a. 除0操作

產(chǎn)生8號信號SIGFPE，終止進程并產(chǎn)生core文件。SIGFPE的“F”是float的意思；

b. 非法訪問內(nèi)存

產(chǎn)生11號信號SIGSEGV，段錯誤；

c. 總線錯誤

產(chǎn)生7號信號SIGBUS；

kill函數(shù)/命令產(chǎn)生信號

從字面上來看，kill是殺死的意思，但這個命令/函數(shù)真正的意思是向進程發(fā)送信號。真不知道當時設(shè)計這個命令/函數(shù)的人是怎么想的。

kill命令使用方法：

kill -信號編號/宏進程號。比如：kill -SIGKILL 1893，表示發(fā)送SIGKILL信號給1893號進程，即殺死1893號進程。

kill函數(shù)的用法：

函數(shù)原型：

int kill(pid_t pid, int sig);

返回值：

成功：返回0；失?。悍祷?1，并設(shè)置errno。

參數(shù)說明：

sig：要發(fā)送的信號，最好寫宏名，而不要寫信號編號，因為各個平臺信號的編號可能不一樣，而宏名都是維一的；

pid：要發(fā)送的目標進程；

pid > 0：發(fā)送信號給進程號為pid的進程；

pid = 0：發(fā)送信號給與調(diào)用kill函數(shù)進程屬于同一進程組的所有進程；

pid <>

pid = -1：發(fā)送給進程有權(quán)限發(fā)送的系統(tǒng)中所有進程。啥是“有權(quán)限發(fā)送”？比如你就不能給init進程發(fā)信號，因為你沒權(quán)限。

例程：

循環(huán)創(chuàng)建5個進程，并殺死第三個子進程。

 1#include 
 2#include 
 3#include 
 4#include 
 5
 6
 7#define N 5
 8
 9int main()
10{
11        int i = 0;
12        pid_t pid, q;
13
14        for (i = 0; i <>
15                /* 循環(huán)創(chuàng)建N個子進程 */
16                pid = fork();
17                if (pid == -1)
18                        printf('ERROR: fork error!\n');
19                else if (pid == 0)
20                        break;
21
22                if (i == 2)
23                        q = pid;        // 保留第三個子進程的pid
24        }
25
26        if (i <>
27                while (1) {
28                        printf('I'm %dth child process, pid = %d\n', i, getpid());
29                        sleep(1);
30                }
31        } else if (i == N) {
32                sleep(1);
33                printf('I'm parent process\n');
34                kill(q, SIGKILL);
35                while (1);
36        }
37
38        return 0;
39}

raise和abort函數(shù)

rase函數(shù)：

int raise(int sig); 成功：返回0，失?。悍祷胤?值。

給當前進程發(fā)送指定信號。簡單一句話：自己給自己發(fā)信號。

abort函數(shù)：

void abort(void); 無返回值。

給自己發(fā)送異常終止信號SIGABRT，終止進程并產(chǎn)生core文件。

alarm函數(shù)

函數(shù)原型：

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

返回值：

返回0或者上次鬧鐘剩余秒數(shù)，無失敗情況；

函數(shù)作用：

設(shè)置定時器，在指定時間之后，內(nèi)核給調(diào)用alarm的函數(shù)發(fā)送SIGALRM信號。進程收到該信號后，默認動作是終止當前進程。

每個進程有且只有一個定時器，并且與進程的狀態(tài)無關(guān)。也就是說，不管進程處于就緒、運行、掛起（阻塞/暫停）、終止、僵尸、孤兒，alarm定時器一直都在計時。

常見用法：

alarm(5); --> 5秒后發(fā)送SIGALRM信號。如果在2秒后調(diào)用alarm(2)，則alarm(2)返回值是3，并且在2秒后發(fā)送SIGALRM信號；

alarm(0); --> 取消定時器，并返回上次調(diào)用alarm剩下的秒數(shù)。

 1#include 
 2#include 
 3
 4int main()
 5{
 6        unsigned int t = 0;
 7        printf('process start..\n');
 8        alarm(10);
 9        sleep(2);
10        t = alarm(2);
11        printf('time left: %d\n', t);
12        while (1);      // 進程停在此處，直到收到定時器信號SIGALRM將進程殺死
13
14        return 0;
15}

setitimer函數(shù)

與alarm類似，可設(shè)置定時器，但是，alarm函數(shù)定時精度只能到秒，而setitimer函數(shù)定時可達到微秒級，并且可以周期定時。

函數(shù)原型：

int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value);

返回值：

成功：返回0；失敗：返回-1，并設(shè)置errno。

參數(shù)說明：

參數(shù)which：指定定時方式：

a. 自然定時：ITIMER_REAL。計算程序運行自然時間，就是程序不管在內(nèi)核態(tài)還是用戶態(tài)，都計時。到達時間點后，發(fā)送SIGARM信號；

b. 用戶空間定時：ITIMER_VIRTUAL。只計算進程戰(zhàn)勝CPU的時間，即用戶空間時間。到達時間點后，發(fā)送SIGVTALRM信號；

c. 運行時計時：ITIMER_PROF。計算占用cpu及執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用的時間，也即用戶空間時間及內(nèi)核時間總和。到達時間點后，發(fā)送SIGPROF信號。

這三種定時方式，最常用的就是自然定時法，即參數(shù)為ITIMER_REAL的定時方式，而后兩種方式不常用，有用到時再查手冊。

結(jié)構(gòu)體struct itimerval有兩個成員，一個是it_value，另一個是it_interval。他們倆都是可以精確到微秒的，以struct timeval來控制具體時間。it_value控制了多久之后第一次發(fā)送信號，之后會循環(huán)發(fā)送，間隔是it_interval。

參數(shù)new_value：設(shè)定的定時時間；

參數(shù)old_value：上次調(diào)用setitimer剩余的時間。

例程：

自己實現(xiàn)alarm函數(shù)：

 1#include 
 2#include 
 3#include 
 4#include 
 5
 6unsigned int my_alarm(unsigned int sec)
 7{
 8        struct itimerval new_value, old_value;
 9        int ret = -1;
10
11        new_value.it_value.tv_sec = sec;
12        new_value.it_value.tv_usec = 0;
13        new_value.it_interval.tv_sec = 0;
14        new_value.it_interval.tv_usec = 0;
15
16        ret = setitimer(ITIMER_REAL, &new_value, &old_value);
17        if (ret == -1) {
18                printf('ERROR: setitimer error!\n');
19                exit(1);
20        }
21        return old_value.it_value.tv_sec;
22}
23
24int main()
25{
26        unsigned int t = 0;
27        printf('process start..\n');
28        alarm(10);
29        sleep(2);
30        t = alarm(2);
31        printf('time left: %d\n', t);
32        while (1);      // 進程停在此處，直到收到定時器信號SIGALRM將進程殺死
33
34        return 0;
35}