linux/unix 环境编程-信号总结

一些疑问：

信号，信号，如果学习信号，我想按照一个人的思维来问自己这么几个问题。

信号是什么，信号怎么产生的，有哪些信号，啥用？

怎么发送信号？

谁来接收信号，接收什么信号？

收到信号了该做些什么？

我的理解：

在unix环境高级编程中指出信号是一种软中断。软中断与硬中断相对应。硬中断是指硬件对CPU的中断，软中断是指中断处理程序中 下半部对内核的中断。根据中断类型的不同就会产生不同的信号（没有查证，暂时这么理解）。内核会将信号发送给当前正在运行的进程。 信号是一种异步事件处理机制。

信号的种类大约40种，不同的系统不一样。都已SIG开头，其中SIGUSR1和SIGUSR2是用户定义信号，可用于应用程序。

信号是由进程发往进程的，包括内核进程，用户进程。发送信号可以使用下面的函数：

kill(pit_t pid, int sig); //kill向进程号为pid的进程发送sig信号

raise(int sig);进程向自己发送sig信号。

另外值得一提的是alarm()函数和pause(void)函数，alarm函数是定时器，比如alarm(5);那么在5秒后会向进程自己发送一个SIGALRM函数。pause(void)函数则是 使进程挂起，直到进程调用了一个信号处理函数，这是pause会返回-1，并置errno为EINTR。pause函数有个缺点。设想如果之前屏蔽掉了部分信号，接着解除，然后调用pause函数。可能在解除之后，就捕捉到了很多信号，这时调用pause可能就再也捕捉不到信号了。所以进程就会一直被挂起。

要解决这种问题就需要将解除屏蔽和进程休眠合为一个原子操作。int sigsuspend(const sigset_t *sigmask);函数就是用来干这种事的。返回-1，并将errno置为EINTR。

一个进程怎么捕获想要处理的信号呢？

首先了解一下信号集这个数据结构。sigset_t 是一个位数多于信号种类个数的整数，这样每一位都可以对应一个信号。 我们可以用sigset_t来表示我们想捕获或不想收到的信号集。

操作sigset_t有4个函数

int sigemptyset(sigset_t  *set); //将set各位置0

int sigfillset(sigset_t *set);   //将set各位置1

int sigaddset(sigset_t *set, int sig); //将sig位置1

int sigdelset(sigset_t *set , int sig); //将sig位置0

前四个返回值是： 成功返回0，出错返回-1

int sigismember(sigset_t *set, int sig); //判断sig是否在set中。

返回值 1  表示在，0表示不在，-1 表示错误。 

有了信号集，我们就要告诉系统是对这个集合感兴趣(捕获)，还是不感兴趣（不捕获），可以使用下面的函数。

int sigprocmask(int how, sigset_t *set, sigset_t *old_set);

how 有三个值：

SIG_BLOCK： 该进程最新的信号屏蔽字是 set和原来的屏蔽字的并集

SIG_UNBLOCK：set包含了我们需要 解除阻塞的信号，新的屏蔽字为 原来的与set的补集的交集。

SIG_SETMASK：进程最新的屏蔽字就是set。

上面的屏蔽和阻塞的意思是说进程将不在处理这些信号。

old_set用来保存原先的屏蔽字。

若set为空，则how值无意义。

调用sigprocmask函数之后，在进程的生命中 能捕获的信号就确定了，在重新设置之前。

可以使用sigpending()函数来查看当前进程中有哪些信号被阻塞没有处理。

int  sigpending(sigset_t *set);返回当前屏蔽字。

捕获了信号那么我们应该怎么处理呢？

捕捉到信号后，需要调用信号处理例程。我们可以定义自己的信号处理例程，并与相关信号绑定。这样收到该信号后就能调用该例程。实现 信号和例程的绑定，知道的有2种方法。

第一种使用signal函数，原型如下：

void (*signal(int sig, void (*sigfun)(int))) (int);

看上去很难理解，仔细推敲一下。  先只看  signal(int sig, void(*sigfun(int)));这样我们就知道了signal函数的2个参数，一个是要绑定的信号，另外一个是 一个返回值是void，参数只有一个int的函数指针。 这样 我们就明白了 void(*signal())(int),是说signal的返回值也是一个参数是int 无返回值的函数指针,是改变前的信号处理例程。

使用signal函数绑定自定义处理例程是不可靠的，因为信号可能丢失。即如果在处理例程的时候又来了一个信号，那么这个信号就捕获不到了，也就是使用signal不能在信号发生的时候记住它等进程做好准备后再通知。

第二种方法：使用sigaction函数，其功能是检查或修改与指定信号相关联的处理动作。原型如下：

int sigaction(int signo,struct sigaction *act, struct sigaction *oact);

成功返回0，失败返回-1；

struct sigaction的定义如下：

struct sigaction

{

void (*signal_handler)(int); //当flag的值不为 SA_SIGINFO时，将这个函数作为信号的动作。 

sigset_t sa_mask; //设置进程的信号屏蔽字，当处理例程运行完毕会将进程信号屏蔽字还原。

int flag; //有多种值，常用有 SA_INTERRUPT,表示被信号中断的系统调用不重启，SA_RESTART表示会重启。

void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t, void*); //这个相当于另外一种动作，当flag为SA_SIGINFO时使用，和signal_handler二选一。

}；

sa_mask的作用是将暂时设置信号屏蔽字，这样当我们处理完毕被屏蔽的信号会被再次发送。这样就不会产生使用signal函数所带来的信号丢失问题。