系統程式設計-訊號-總體概述和signal基本使用

一匹夫發表於2021-04-04
程式設計

 

訊號章節 -- 訊號章節總體概要

 

訊號基本概念

訊號是非同步事件，傳送訊號的執行緒可以繼續向下執行而不阻塞。

 

訊號無優先順序。

1到31號訊號是非實時訊號，傳送的訊號可能會丟失，不支援訊號排隊。

31號訊號到64是實時訊號， 傳送的訊號都會被接收， 支援訊號排隊。

 

訊號在Linux核心標頭檔案中的巨集定義

 

訊號的處理

由於程式啟動時，SIGUSR1和SIGUSR2被忽略，一般我們可以在有需要時，去捕獲這兩個訊號，進而呼叫自己的處理函式。相應的，我們的程式其他地方去傳送相應的訊號。

 

signal函式原型 以及使用時所要包含的標頭檔案

和下面的是等價的：

 

實驗1  signal基本使用

實驗1.1

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

//定義訊號處理函式
//signo: 程式捕獲到的訊號
void sig_handler(int signo){
    printf("%d, %d occured \n", getpid(), signo);
}

int main(){

    #if 1  // 遮蔽這塊程式碼，就是不捕獲這倆訊號
    //向核心登記訊號處理函式以及訊號值  
    if(signal(SIGTSTP, sig_handler) == SIG_ERR){

        perror("signal error");
    }
    if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR){

        perror("signal sigint error");
    }
    #endif

    while(1){
        sleep(1);
        printf("- hello -\n");
    };

    return 0;
}

編譯執行

同時，根據這裡的列印也可以看出，

SIGINT訊號就是2號訊號， 我們在鍵盤上按下CTRL+C就可以傳送該訊號了。

SIGTSTP訊號就是20號訊號，我們在鍵盤上按下CTRL+Z就可以傳送該訊號了。20號訊號的備註就是 Keyboard stop， 即通過鍵盤發訊號讓程式停止。

 

 

實驗1.2

如果遮蔽實驗1內捕獲這倆訊號的程式碼塊，執行效果如下

常用知識點補充：

19) SIGSTOP 20) SIGTSTP

19號訊號和29號訊號的相同點： 都可以使得程式暫停，並且收到SIGCONT訊號後可以讓程式重新執行。

19號訊號和29號訊號的不同點：    SIGSTOP不可以捕獲(即使用訊號處理函式)。

那麼，我們來讓剛才停止的a.out繼續執行吧：

先檢視a.out的pid

可見a.out的pid是8349

我們通過kill來發SIGCONT訊號(18號訊號)讓a.out繼續執行

可見，a.out又繼續執行起來了，

然而，需要注意的是，通過18號訊號被繼續執行的程式：當終端內按下CTRL+C，則不能使得該程式終止了；且按下CTRL+Z，終端內也毫無跡象；但是可以通過kill -9被殺死。

根據實測，是這樣的，事實勝於雄辯。這個問題的原因以及背後隱藏的暫時我們還不知的相應知識點，可以留待以後探索，我們先暫且知道這麼一回事就行了。

 

實驗2  SIG_DFL 和 SIG_IGN 使用

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

//定義訊號處理函式
//signo: 程式捕獲到的訊號
void sig_handler(int signo){
    printf("%d, %d occured \n", getpid(), signo);
}

int main(){
    printf("pid: %d \n", getpid());

    #if 1  // 遮蔽這塊程式碼，就是不捕獲這倆訊號
    //向核心登記訊號處理函式以及訊號值  
    if(signal(SIGTSTP, SIG_IGN) == SIG_ERR){

        perror("signal error");
    }
    if(signal(SIGINT, SIG_DFL) == SIG_ERR){

        perror("signal sigint error");
    }
    #endif

    while(1){
        sleep(1);
        printf("- hello -\n");
    };

    return 0;
}

此時，按下CTRL+Z對程式執行將毫無影響，而CTRL+C則採用預設方式，即結束程式。

 

 

實驗3 SIGUSR1 和 SIGUSR2 使用

注意，這兩個訊號在程式啟動時預設是被忽略的。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

//定義訊號處理函式
//signo: 程式捕獲到的訊號
void sig_handler(int signo){
    printf("%d, %d occured \n", getpid(), signo);
}

int main(){
    printf("pid: %d \n", getpid());

    #if 1  // 遮蔽這塊程式碼，就是不捕獲這倆訊號
    //向核心登記訊號處理函式以及訊號值  
    if(signal(SIGUSR1, sig_handler) == SIG_ERR){
        perror("signal error");
    }
    if(signal(SIGUSR2, sig_handler) == SIG_ERR){
        perror("signal sigint error");
    }
    #endif

    while(1){
        sleep(1);
        printf("- hello -\n");
    };

    return 0;
}

編譯執行，同時在另一個終端內傳送訊號 kill -SIGUSR1 10452  、 kill -SIGUSR2 10452

 

 

實驗4

知識點：SIGKILL 和 SIGSTOP不能被忽略，也不能被捕獲。

本實驗將嘗試捕獲SIGKILL和SIGSTOP，並以SIG_IGN的方式程式處理。

核心程式碼展示：

編譯執行將返回SIG_ERR，如下圖所示

 

 

實驗5  SIGCHLD

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>

//定義訊號處理函式
//signo: 程式捕獲到的訊號
void sig_handler(int signo){
    printf("%d, %d occured \n", getpid(), signo);
    wait(NULL);
}

int main(void)
{
    pid_t pid;

    if(signal(SIGCHLD, sig_handler) == SIG_ERR){
        perror("signal error");
    }

    pid = fork();
    if (pid < 0)
    {
        printf("fork error");
    }
    else if (pid == 0) /* first child ： 子程式 */
    { 	
        sleep(2);
	printf("pid: child  =%ld\n", (long)getpid());
        exit(0);
    }

    // 使用訊號的方式，父程式不必在此處阻塞呼叫wait，可以繼續向下執行自己的任務。
    while(1){
        sleep(1);
        printf("father can does his own things \n");
    }
}

編譯執行：

實驗中可見，父程式收到了子程式的17號訊號，17號訊號就是SIGCHLD訊號(或寫作SIGCLD)

使用訊號來回收子程式後，父程式不必在阻塞呼叫wait，可以繼續向下執行自己的任務。這個例子充分體現出了訊號是一個非同步事件。

在父程式還存活的期間，子程式退出將不會產生殭屍程式。

PS：父程式死後，肯定不會有其子程式還仍然是殭屍程式，因為一個子程式們會在其父程式死後被1號程式領養，進而被1號程式回收掉所佔用的系統資源。

 

 

 

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