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Linux系统编程 day7、8 信号(周日划水了)

news 来源：原创 2025/7/27 19:54:41

信号相关概念

信号这章难就难在其抽象。

信号共性：简单、不能携带大量数据、满足条件才发送。

信号的特质：信号是软件层面上的“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，处理结束再继续执行后续指令。所有信号产生及处理都是由内核完成的。

产生信号方式：1、按键产生 2、系统调用产生 3、软件条件产生 4、硬件异常产生 5、命令产生

未决：产生与递达之间的状态

递达：产生并且送达到进程。直接被内核处理。

信号处理方式：执行默认处理动作、忽略、捕捉（自定义）

阻塞信号集（信号屏蔽字）：本质：位图，用来记录信号的屏蔽状态，在解除屏蔽之前，一直处于未决态。

未决信号集：本质：位图。用来记录信号的处理状态。该信号集中的信号表示已经产生，但尚未递达。

查看系统信号表kill -l 1-31常规信号，之后的是实时信号一般在底层驱动的时候会用

信号四要素

信号使用之前，应先确定四要素 1、编号 2、名称 3、事件 4、默认处理动作

kill命令和kill函数

发送SIGKILL信号

#include<signal.h>
int kill(pid_t pid , signal);
signal:要直接用宏的名字不应该用编号 ， eg. SIGKILL
pid > 0 指定进程
pid = 0 指定同一进程组的所有进程
pid = -1 发送给进程有权限发送的系统中的所有进程
pid < -1 取|pid|发给对应进程组成功 0 
失败 -1

alarm函数:使用自然计时法

设定定时器，指定seconds之后，内核会给当前进程发送SIGALRM信号，进程收到该信号，默认动作终止。

每个进程都有且只有唯一一个定时器。

取消定时器alarm(0) ，返回旧定时器剩余秒数。

unsigned int alarm(unsigned int seconds);
seconds:定时秒数
返回值：上次定时剩余时间
无错误现象

可以使用time命令查看程序运行时间，实际时间 = 用户时间+内核时间+等待时间

--->程序运行的瓶颈在于IO，优化程序，首选优化IO。

setitimer函数

可以实现周期定时。

#include<sys/time.h>
int setitimer(int which , const struct itimerval *new_value , struct itimerval *old_value);
参数：which指定定时方式
1、自然定时：ITIMER_REAL ->14.SIGLARM    计算自然时间   √
2、虚拟空间计时(用户空间计时)：ITIMER_VIRTUAL ->26. SIGVTALRM    计算进程占用cpu时间
3、运行时计时(用户+内核)：ITIMER_PROF ->27.SIGPROF    计算占用cpu及执行系统调用时间
返回值：成功 0失败 -1new_value : 定时秒数类型：struct itimerval {struct timeval struct timeval {time_t      tv_sec;         /* seconds */suseconds_t tv_usec;        /* microseconds */};it_interval; /* Interval for periodic timer */  ---->设定两次定时任务之间的时间间隔，即周期定时秒数struct timeval struct timeval {time_t      tv_sec;         /* seconds */suseconds_t tv_usec;        /* microseconds */};it_value;    /* Time until next expiration */}; --->第一次定时的时长
初始化：struct itimerval new_time;
new_time.it_interval.tv_sec = 1;
new_time.it_interval.tv_usec = 0;
new_time.it_value.tv_sec = 0;
new_time.it_value.tv_usec = 0;
old_value : 传出参数，上次定时剩余时间

信号集操作函数（重点）

阻塞信号集可以进行操作用来影响未决信号集。未决信号集不能直接操作。

sigset_t set;// 自定义信号集
sigemptyset(sigset_t *set);// 清空信号集
sigfillset(sigset_t *set);// 全部置1
sigaddset(sigset_t *set , int signum);// 将一个信号添加到集合中
sigdelset(sigset_t *set , int signum);// 将一个信号从集合中移除
成功返回0 失败返回-1sigismember(const sigset_t *set , int signum);// 判断一个信号是否在集合中
在--> 返回1  不在-->返回0

sigprocmask函数

用来屏蔽信号、解除信号。其本质，读取或修改进程的信号屏蔽字。

int sigprocmask(int how, const old_kernel_sigset_t *set, old_kernel_sigset_t *oldset);how取值：
SIG_BLOCK:设置阻塞
SIG_UNBLOCK:取消阻塞
SIG_SETMASK:用自定义的set替换maskset：自定义set
oldset：旧有的mask成功0 失败-1

sigpending函数

查看未决信号集

int sigpending(sigset_t *set);
返回值:成功返回0，失败返回-1
sigset_t *set 传出参数   传出的未决信号集

总结

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
#include<signal.h>void printset(sigset_t* set)
{int i;for(i = 0 ; i < 32 ; i++){if(sigismember(set , i)){putchar('1');}else{putchar('0');}}printf("\n");
}int main(int argc , char *argv[])
{sigset_t set , oldset , newset;sigemptyset(&set) ; //初始化setsigaddset(&set , SIGINT) ; // 将SIGINT位置变为1int ret = sigprocmask(SIG_BLOCK , &set , &oldset);if(ret == -1){perror("sig error");exit(1);}while(1){sigpending(&newset);printset(&newset);sleep(1);}return 0;    
}

信号捕捉

signal函数

注册一个信号捕捉函数。

signal函数第二个参数是函数，必须是void类型，且输入参数为int的函数

typedef void(*sighandler_t)(int);sighandler_t signal(int signum , sighandler_t handler);signum :信号 SIGINT
后面是函数，必须是void类型，且输入参数为int的函数

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
#include<signal.h>void catch(int signo)
{printf("catch you!!!%d\n" , signo);
}int main(int argc , char *argv[])
{signal(SIGINT , catch);while(1);return 0;
}

sigaction函数（重点）

注册一个信号捕捉函数。

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);struct sigaction {void     (*sa_handler)(int);  //捕捉到了去执行一个东西void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //不用sigset_t   sa_mask; //重点，这个mask只作用于捕捉函数调用期间 绝大多数传0int        sa_flags;  //设置的参数  绝大多数传0void     (*sa_restorer)(void); //废弃};返回值：成功0 失败-1

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
#include<signal.h>void catch(int signo)
{printf("catch you!!!%d\n" , signo);
}int main(int argc , char *argv[])
{struct sigaction act , oldact;act.sa_handler(catch);    // 回调函数，信号捕捉函数sigemptyset(act.sa_mask);     //清空sa_mask   act.sa_flags = 0;    //设置属性 ， 一般用0；int ret = sigaction(SIGINT , &act , &oldact);if(ret == -1){perror("sig error");exit(1);}while(1);return 0;
}

捕捉函数特性

1、捕捉函数执行期间，信号屏蔽字由mask变成sa_mask，执行结束恢复为mask。

2、信号捕捉函数执行期间，本信号自动被屏蔽（sa_flags = 0）。

3、阻塞的常规信号不支持排队，产生多次只记录一次（后32个实时信号支持排队）。

Linux系统编程 day7、8 信号(周日划水了)

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