信号（二）
1.信号捕捉设定
#include <signal.h> int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact); struct sigaction 定义: struct sigaction { void (*sa_handler)(int);//函数指针 void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);//和上边的函数时互斥的，两个只能选一个 sigset_t sa_mask;//调用捕捉函数时，临时使用的阻塞函数集，避免重复嵌套，调用完成后，又恢复为之前的 int sa_flags;//指定调用上边哪个函数 void (*sa_restorer)(void);//保留，已经过时了 }; sa_handler : 早期的捕捉函数
当执行捕捉函数时，默认执行的是，当前信号的屏蔽字自动置1，当执行完后，会自动恢复，响应之前在捕捉函数执行时，发生的信号。信号产生后并不一定是第一时间被响应。
信号捕捉
练习：
#include<stdio.h> #include<signal.h> void do_sig(int num) { printf("I am do_sig "); printf("num=%d ",num); } int main(void) { struct sigaction act; act.sa_handler=do_sig; //act.sa_handler=SIG_DFL; //act.sa_handler=SIG_IGN;
sigemptyset(&act.sa_mask); act.sa_flags=0; sigaction(SIGINT,&act,NULL); while(1) { printf("************ ") sleep(1); } return 0; } 运行结果： ************ ************ ************ ^c I am do_sig num=2//信号的编号
2.利用SIGUSR1和SIGUSR2实现父子进程同步输出
注意：子进程继承了父进程的信号屏蔽字和信号处理动作
例子：设计一个父子进程，交替数数，并打印身份。
3.C标准库信号处理函数（在window和linux，unix中都可以用）
typedef void (*sighandler_t)(int) sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler) int system(const char *command) 集合fork，exec，wait一体，子进程执行通过exec执行command
signal接口简单，可跨平台，缺点没有sigaction功能强大。
4.可重入函数（和同步异步有关，多线程有关）
不可重入函数
* 不含全局变量和静态变量是可重入函数的一个要素
* 可重入函数见man 7 signal
* 在信号捕捉函数里应使用可重入函数
* 在信号捕捉函数里禁止调用不可重入函数
例如：上述的链表的插入函数就是一个不可重入函数。
strtok就是一个不可重入函数，因为strtok内部维护了一个内部静态指针，保存上一次切割到的位置，如果信号的捕捉函数中也去调用strtok函数，则会造成切割字符串混乱，应用strtok_r版本，r表示可重入。
#include<stdio.h> #include<string.h> int main(void) { char buf[]="hello world itcast xwp"; char *save=buf,*p; while((p=strtok_r(save," ",&save))!=NULL); printf("%s ",p); return 0; } 输出： hello world itcast xwp
5.信号引起的竞态和异步I/O
时序竞态
int pause(void) 使调用进程挂起，直到有信号递达，如果递达信号是忽略，则继续挂起 int sigsuspend(const sigset_t *mask) 1.以通过指定mask来临时解除对某个信号的屏蔽， 2.然后挂起等待, 3.当被信号唤醒sigsuspend返回时，进程的信号屏蔽字恢复为原来的值
#include <unistd.h> #include <signal.h> #include <stdio.h> void sig_alrm(int signo) { /* nothing to do */ } unsigned int mysleep(unsigned int nsecs) { struct sigaction newact, oldact; unsigned int unslept; newact.sa_handler = sig_alrm; sigemptyset(&newact.sa_mask); newact.sa_flags = 0; sigaction(SIGALRM, &newact, &oldact); alarm(nsecs); pause();//若在某一个时刻，有一个进程使用了内核，内核使用的时间是alarm（nsecs）时间，会导致pause永远不会被执行，也称之为时序竞态。 unslept = alarm(0); sigaction(SIGALRM, &oldact, NULL); return unslept; } int main(void) { while(1) { mysleep(2); printf("Two seconds passed "); } return 0; }
mysleep的改进版
unsigned int mysleep(unsigned int nsecs)//返回值时未睡够的时间，正常返回0 { struct sigaction newact, oldact;//新的动作，旧的动作 sigset_t newmask, oldmask, suspmask;//新的信号集和旧信号集，保留旧的以便恢复 unsigned int unslept; /* set our handler, save previous information */ newact.sa_handler = sig_alrm;//设置捕捉函数，必须设置 sigemptyset(&newact.sa_mask);//清零 newact.sa_flags = 0; sigaction(SIGALRM, &newact, &oldact); /* block SIGALRM and save current signal mask */ //阻塞SIGALRM sigemptyset(&newmask); sigaddset(&newmask, SIGALRM); sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask); alarm(nsecs);//定时 //解除阻塞，恢复 suspmask = oldmask; sigdelset(&suspmask, SIGALRM); /* make sure SIGALRM isn't blocked */ sigsuspend(&suspmask); /* wait for any signal to be caught挂起等待，当定时器到时，产生SIGALRM信号，唤起*/ /* some signal has been caught, SIGALRM is now blocked */ unslept = alarm(0);//返回未睡够的时间 sigaction(SIGALRM, &oldact, NULL); /* reset previous action */ /* reset signal mask, which unblocks SIGALRM */ sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL); return(unslept); }
避免异步I/O的类型
sig_atomic_t 平台下的原子类型，32位是一个int型，64位是一个long型 volatile 防止编译器开启优化选项时，优化对内存的读写，改进异步I/O的信号传递不便的情况
6.SIGCHLD信号处理
SIGCHLD的产生条件（向父进程发送，若子进程死的话父进程负责回收子进程资源）
子进程终止时
子进程接收到SIGSTOP信号停止时
子进程处在停止态，接受到SIGCONT后唤醒时
status处理方式
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options) options WNOHANG 没有子进程结束，立即返回 WUNTRACED 如果子进程由于被停止产生的SIGCHLD， waitpid则立即返回 WCONTINUED 如果子进程由于被SIGCONT唤醒而产生的SIGCHLD， waitpid则立即返回 获取status WIFEXITED(status) 子进程正常exit终止，返回真 WEXITSTATUS(status)返回子进程正常退出值 WIFSIGNALED(status) 子进程被信号终止，返回真 WTERMSIG(status)返回终止子进程的信号值 WIFSTOPPED(status) 子进程被停止，返回真 WSTOPSIG(status)返回停止子进程的信号值 WIFCONTINUED(status) 子进程由停止态转为就绪态，返回真
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <signal.h> void sys_err(char *str) { perror(str); exit(1); } void do_sig_child(int signo) { int status; pid_t pid; //回收了子进程的资源 while ((pid = waitpid(0, &status, WNOHANG)) > 0) { if (WIFEXITED(status)) printf("child %d exit %d ", pid, WEXITSTATUS(status));//打印进程的退出值时多少 else if (WIFSIGNALED(status))//判断是否是被信号终止的 printf("child %d cancel signal %d ", pid, WTERMSIG(status)); } } int main(void) { pid_t pid; int i; //阻塞SIGCHLD for (i = 0; i < 10; i++) { if ((pid = fork()) == 0) break; else if (pid < 0) sys_err("fork"); } if (pid == 0) { int n = 18; while (n--) { printf("child ID %d ", getpid()); sleep(1); } return i; } else if (pid > 0) { //先设置捕捉 //再解除对SIGCHLD的阻塞 struct sigaction act; act.sa_handler = do_sig_child; sigemptyset(&act.sa_mask); act.sa_flags = 0; sigaction(SIGCHLD, &act, NULL); while (1) { printf("Parent ID %d ", getpid()); sleep(1); } } return 0; }
7.向信号捕捉函数传参
sigqueue
int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value) union sigval { int sival_int; void *sival_ptr; };
sigaction
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *) siginfo_t { int si_int; /* POSIX.1b signal */ void *si_ptr; /* POSIX.1b signal */ sigval_t si_value; /* Signal value */ ... } sa_flags = SA_SIGINFO
8.信号中断系统调用
read阻塞时，信号中断系统调用（要习惯返回read和write的值）:
1.返回部分读到的数据
2.read调用失败，errno设成EINTER