Linux系统编程 | 信号的产生

终端按键产生信号

ctrl + c

发送2号信号SIGINT，将中止当前进程。SIGINT的“INT”是interrupt的意思；

ctrl + z

发送20号信号SIGTSTP，暂停/停止当前进程。SIGTSTP中的“T”是terminal的意思。进程收到此信号后，将由当前转入后台，可用ps aux找到它。

比如说，我们使用vim编写代码时，需要在vim以外处理一些事情，但又不想退出vim，可用ctrl + z命令让vim进程进入后台，之后再用fg命令重新将vim进程唤回前台，继续编辑；

*ctrl + *

发送 3号信号SIGQUIT给前台进程组中的所有进程，终止前台进程并生成 core 文件；

硬件异常产生信号

a. 除0操作

产生8号信号SIGFPE，终止进程并产生core文件。SIGFPE的“F”是float的意思；

b. 非法访问内存

产生11号信号SIGSEGV，段错误；

c. 总线错误

产生7号信号SIGBUS；

kill函数/命令产生信号

从字面上来看，kill是杀死的意思，但这个命令/函数真正的意思是向进程发送信号。真不知道当时设计这个命令/函数的人是怎么想的。

kill命令使用方法：

kill -信号编号/宏 进程号。比如：kill -SIGKILL 1893，表示发送SIGKILL信号给1893号进程，即杀死1893号进程。

kill函数的用法：

函数原型：

int kill(pid_t pid, int sig);

返回值：

成功：返回0；失败：返回-1，并设置errno。

参数说明：

sig：要发送的信号，最好写宏名，而不要写信号编号，因为各个平台信号的编号可能不一样，而宏名都是唯一的；

pid：要发送的目标进程；

pid > 0：发送信号给进程号为pid的进程；

pid = 0：发送信号给与调用kill函数进程属于同一进程组的所有进程；

pid

pid = -1：发送给进程有权限发送的系统中所有进程。啥是“有权限发送”？比如你就不能给init进程发信号，因为你没权限。

例程：

循环创建5个进程，并杀死第三个子进程。

 1#include 

 2#include 

 3#include 

 4#include 

 5

 6

 7#define N 5

 8

 9int main()

10{

11        int i = 0;

12        pid_t pid, q;

13

14        for (i = 0; i 15                /* 循环创建N个子进程 */

16                pid = fork();

17                if (pid == -1)

18                        printf("ERROR: fork error!\n");

19                else if (pid == 0)

20                        break;

21

22                if (i == 2)

23                        q = pid;        // 保留第三个子进程的pid

24        }

25

26        if (i 27                while (1) {

28                        printf("I'm %dth child process, pid = %d\n", i, getpid());

29                        sleep(1);

30                }

31        } else if (i == N) {

32                sleep(1);

33                printf("I'm parent process\n");

34                kill(q, SIGKILL);

35                while (1);

36        }

37

38        return 0;

39}

raise和abort函数

rase函数：

int raise(int sig); 成功：返回0，失败：返回非0值。

给当前进程发送指定信号。简单一句话：自己给自己发信号。

abort函数：

void abort(void); 无返回值。

给自己发送异常终止信号SIGABRT，终止进程并产生core文件。

alarm函数

函数原型：

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

返回值：

返回0或者上次闹钟剩余秒数，无失败情况；

函数作用：

设置定时器，在指定时间之后，内核给调用alarm的函数发送SIGALRM信号。进程收到该信号后，默认动作是终止当前进程。

每个进程有且只有一个定时器，并且与进程的状态无关。也就是说，不管进程处于就绪、运行、挂起（阻塞/暂停）、终止、僵尸、孤儿，alarm定时器一直都在计时。

常见用法：

alarm(5); –> 5秒后发送SIGALRM信号。如果在2秒后调用alarm(2)，则alarm(2)返回值是3，并且在2秒后发送SIGALRM信号；

alarm(0); –> 取消定时器，并返回上次调用alarm剩下的秒数。

 1#include 

 2#include 

 3

 4int main()

 5{

 6        unsigned int t = 0;

 7        printf("process start..\n");

 8        alarm(10);

 9        sleep(2);

10        t = alarm(2);

11        printf("time left: %d\n", t);

12        while (1);      // 进程停在此处，直到收到定时器信号SIGALRM将进程杀死

13

14        return 0;

15}

setitimer函数

与alarm类似，可设置定时器，但是，alarm函数定时精度只能到秒，而setitimer函数定时可达到微秒级，并且可以周期定时。

函数原型：

int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value, struct itimerval *old_value);

返回值：

成功：返回0；失败：返回-1，并设置errno。

参数说明：

参数which：指定定时方式：

a. 自然定时：ITIMER_REAL。计算程序运行自然时间，就是程序不管在内核态还是用户态，都计时。到达时间点后，发送SIGARM信号；

b. 用户空间定时：ITIMER_VIRTUAL。只计算进程战胜CPU的时间，即用户空间时间。到达时间点后，发送SIGVTALRM信号；

c. 运行时计时：ITIMER_PROF。计算占用cpu及执行系统调用的时间，也即用户空间时间及内核时间总和。到达时间点后，发送SIGPROF信号。

这三种定时方式，最常用的就是自然定时法，即参数为ITIMER_REAL的定时方式，而后两种方式不常用，有用到时再查手册。

结构体struct itimerval有两个成员，一个是it_value， 另一个是it_interval。他们俩都是可以精确到微秒的，以struct timeval来控制具体时间。it_value控制了多久之后第一次发送信号，之后会循环发送，间隔是it_interval。

参数new_value：设定的定时时间；

参数old_value：上次调用setitimer剩余的时间。

例程：

自己实现alarm函数：

 1#include 

 2#include 

 3#include 

 4#include 

 5

 6unsigned int my_alarm(unsigned int sec)

 7{

 8        struct itimerval new_value, old_value;

 9        int ret = -1;

10

11        new_value.it_value.tv_sec = sec;

12        new_value.it_value.tv_usec = 0;

13        new_value.it_interval.tv_sec = 0;

14        new_value.it_interval.tv_usec = 0;

15

16        ret = setitimer(ITIMER_REAL, &new_value, &old_value);

17        if (ret == -1) {

18                printf("ERROR: setitimer error!\n");

19                exit(1);

20        }

21        return old_value.it_value.tv_sec;

22}

23

24int main()

25{

26        unsigned int t = 0;

27        printf("process start..\n");

28        alarm(10);

29        sleep(2);

30        t = alarm(2);

31        printf("time left: %d\n", t);

32        while (1);      // 进程停在此处，直到收到定时器信号SIGALRM将进程杀死

33

34        return 0;

35}

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