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Linux进程之alarm()信号传送闹钟函数

2018-01-17 10:17 399 查看

Linux进程之alarm()信号传送闹钟函数

最近在学习Linux系统编程遇到了一个很有意思的函数：alarm()，它是一个用来设置信号传送的闹钟函数。网上找了一些资料，结合自己的学习体会，现在Mark一下。

1 alarm()函数说明

[1] 引用头文件：#include <unistd.h>;

[2] 函数标准式：unsigned int alarm(unsigned int seconds);

[3] 功能与作用：alarm()函数的主要功能是设置信号传送闹钟，即用来设置信号SIGALRM在经过参数seconds秒数后发送给目前的进程。如果未设置信号SIGALARM的处理函数，那么alarm()默认处理终止进程。

[4] 函数返回值：如果在seconds秒内再次调用了alarm函数设置了新的闹钟，则后面定时器的设置将覆盖前面的设置，即之前设置的秒数被新的闹钟时间取代；当参数seconds为0时，之前设置的定时器闹钟将被取消，并将剩下的时间返回。

2 alarm()闹钟函数的测试

了解了alarm()函数的功能特性和返回值的特性后，我们就可以对其测试。测试方向有两个：其一，测试常规只单独存在一个闹钟函数alarm()的程序；其二，测试程序中包含多个alarm()闹钟函数。因此整理了下面几个程序，通过比较学习更有助于理解。测试环境是RedHat Linux5.3，GCC编译调试。

2.1 alarm()测试1.1

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

void sig_alarm()
{
exit(0);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
signal(SIGALRM, sig_alarm);
alarm(10);
sleep(15);
printf("Hello World!\n");
return 0;
}

程序分析：在文件test1.c中，定义了一个时钟alarm(10)，它的作用是让信号SIGALRM在经过10秒后传送给目前main()所在进程；接着又定义了sleep(15)，它的作用是让执行挂起15秒的时间。所以当main()程序挂起10秒钟时，signal函数调用SIGALRM信号的处理函数sig_alarm，并且sig_alarm执行exit(0)使得程序直接退出。因此，printf("Hello World!\n")语句是没有被执行的。

2.2 alarm()测试1.2

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

void sig_alarm()
{
exit(0);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
signal(SIGALRM, sig_alarm);
alarm(10);
sleep(5);
printf("Hello World!\n");
return 0;
}

程序分析：与test1.c文件不同的是，在文件test2.c中延时函数为sleep(5)，即执行挂起5秒的时间。所以当main()程序挂起5秒钟时，由于还没到达设置的闹钟10秒，那么main就执行下面的printf("Hello World!\n")语句；紧接着又执行下面的return 0语句，从而直接退出程序。因此，整个test2.c文件输出的内容为：Hello World!。

2.3 alarm()测试2

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

void handler()
{
printf("hello\n");
}

void main()
{
int i;
signal(SIGALRM, handler);
alarm(5);
for(i = 1; i < 7; i++)
{
printf("sleep %d ...\n", i);
sleep(1);
}
}

程序分析：在文件test3.c中，定义时钟alarm(5)，而main()函数中主要是一个for循环输出语句。当main函数执行到i=5时，for循环先执行printf("sleep %d ...\n", 5)语句输出"sleep 5 ..."，然后执行sleep(1)语句。此时已经到达闹钟时间5秒，因此会把信号SIGALRM传送给当前main()函数进程；接着调用SIGALRM信号的处理函数handler，从而输出"hello"，然后又返回到sleep(1)这个点；最后for循环执行i=6，输出"sleep
6"，最终延时1秒后结束整个程序。

以上三个程序都只包含一个alarm()闹钟函数，下面两个程序包含两个alarm()。并且为了更为真切的观察包含alarm()闹钟函数的程序的执行过程，程序通过调用系统打印输出当前时间，通过时间差来进一步理解。

2.4 alarm()测试3.1

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

static void sig_alrm(int signo);
int main(void)
{
signal(SIGALRM,sig_alrm);
system("date");
alarm(20);
sleep(5);
printf("%d\n",alarm(15));
pause();
}

static void sig_alrm(int signo){
system("date");
return;
}

程序分析：在test4.c的main()函数中，先设置了一个闹钟函数alarm(20)，即在20秒时将SIGALRM信号传送送给当前进程；然后又定义了一个延时函数sleep(5)，接着又定义了一个闹钟函数alarm(15)，它的作用是清除前面设置的闹钟alarm(20)并返回剩余的时间20-5=15秒。所以，程序先执行system("date")语句输出当前时间；然后进程休眠5秒后，程序执行输出语句printf("%d\n",alarm(15))，由于alarm(15)先返回15秒，即打印输出15；接着程序执行pause()函数，使当前进程处于挂起状态，直到捕捉到一个信号；当再过15秒后，SIGALARM信号的处理函数sig_alrm执行system("date")语句输出当前时间；最后pause终止进程。因此，整个程序执行的时间为5+15=20秒。

2.5 alarm()测试3.2

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

static void sig_alrm(int signo);
int main(void)
{
signal(SIGALRM,sig_alrm);
system("date");
alarm(20);
sleep(5);
printf("%d\n",alarm(5));
pause();
}

static void sig_alrm(int signo){
system("date");
return;
}

程序分析：与test4.c文件不同的是，在文件test5.c中闹钟函数为alarm(5)。因此，整个程序执行的时间为5+5=10秒。值得注意的是，

alarm(0)

表示清除之前设置的闹钟信号，并返回0。因为，如果这里把alarm(5)改成alarm(0)，那么整个程序执行的时间为5+0=5秒。

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