linux操作系统下c语言编程入门<unix操作系统下同样适用>——Linux程序设计入门--信号处理
[color=blue]5)Linux程序设计入门--信号处理[/color]
Linux下的信号事件
前言:这一章我们讨论一下Linux下的信号处理函数.
Linux下的信号处理函数:
信号的产生
信号的处理
其它信号函数
一个实例
1。信号的产生
Linux下的信号可以类比于DOS下的INT或者是Windows下的事件.在有一个信号发生时
候相信的信号就会发送给相应的进程.在Linux下的信号有以下几个.?我们使用?kill?-l
命令可以得到以下的输出结果:
1)?SIGHUP?2)?SIGINT?3)?SIGQUIT?4)?SIGILL
5)?SIGTRAP?6)?SIGABRT?7)?SIGBUS?8)?SIGFPE
9)?SIGKILL?10)?SIGUSR1?11)?SIGSEGV?12)?SIGUSR2
13)?SIGPIPE?14)?SIGALRM?15)?SIGTERM?17)?SIGCHLD
18)?SIGCONT?19)?SIGSTOP?20)?SIGTSTP?21)?SIGTTIN
22)?SIGTTOU?23)?SIGURG?24)?SIGXCPU?25)?SIGXFSZ
26)?SIGVTALRM?27)?SIGPROF?28)?SIGWINCH?29)?SIGIO
30)?SIGPWR?
关于这些信号的详细解释请查看man?7?signal的输出结果.?信号事件的发生有两个来源
:一个是硬件的原因(比如我们按下了键盘),一个是软件的原因(比如我们使用系统函数或
者是命令发出信号).?最常用的四个发出信号的系统函数是kill,?raise,?alarm和setit
imer函数.?setitimer函数我们在计时器的使用?那一章再学习.
#include?<sys/types.h>;
#include?<signal.h>;
#include?<unistd.h>;
int?kill(pid_t?pid,int?sig);
int?raise(int?sig);
unisigned?int?alarm(unsigned?int?seconds);
kill系统调用负责向进程发送信号sig.
如果pid是正数,那么向信号sig被发送到进程pid.
如果pid等于0,那么信号sig被发送到所以和pid进程在同一个进程组的进程
如果pid等于-1,那么信号发给所有的进程表中的进程,除了最大的哪个进程号.
如果pid由于-1,和0一样,只是发送进程组是-pid.
我们用最多的是第一个情况.还记得我们在守护进程那一节的例子吗?我们那个时候用这
个函数杀死了父进程守护进程的创建
raise系统调用向自己发送一个sig信号.我们可以用上面那个函数来实现这个功能的.
alarm函数和时间有点关系了,这个函数可以在seconds秒后向自己发送一个SIGALRM信号
..?下面这个函数会有什么结果呢?
#include?<unistd.h>;
main()
{
unsigned?int?i;
alarm(1);
for(i=0;1;i++)
printf("I=%d",i);
}
SIGALRM的缺省操作是结束进程,所以程序在1秒之后结束,你可以看看你的最后I值为多少
,来比较一下大家的系统性能差异(我的是2232).
2。信号操作?有时候我们希望进程正确的执行,而不想进程受到信号的影响,比如我
们希望上面那个程序在1秒钟之后不结束.这个时候我们就要进行信号的操作了.
信号操作最常用的方法是信号屏蔽.信号屏蔽要用到下面的几个函数.
#include?<signal.h>;
int?sigemptyset(sigset_t?*set);
int?sigfillset(sigset_t?*set);
int?sigaddset(sigset_t?*set,int?signo);
int?sigdelset(sigset_t?*set,int?signo);
int?sigismember(sigset_t?*set,int?signo);
int?sigprocmask(int?how,const?sigset_t?*set,sigset_t?*oset);
sigemptyset函数初始化信号集合set,将set设置为空.sigfillset也初始化信号集合,只
是将信号集合设置为所有信号的集合.sigaddset将信号signo加入到信号集合之中,sigd
elset将信号从信号集合中删除.sigismember查询信号是否在信号集合之中.
sigprocmask是最为关键的一个函数.在使用之前要先设置好信号集合set.这个函数的作
用是将指定的信号集合set加入到进程的信号阻塞集合之中去,如果提供了oset那么当前
的进程信号阻塞集合将会保存在oset里面.参数how决定函数的操作方式.
SIG_BLOCK:增加一个信号集合到当前进程的阻塞集合之中.
SIG_UNBLOCK:从当前的阻塞集合之中删除一个信号集合.
SIG_SETMASK:将当前的信号集合设置为信号阻塞集合.
以一个实例来解释使用这几个函数.
#include?<signal.h>;
#include?<stdio.h>;
#include?<math.h>;
#include?<stdlib.h>;
int?main(int?argc,char?**argv)
{
double?y;
sigset_t?intmask;
int?i,repeat_factor;
if(argc!=2)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s?repeat_factor\n\a",argv[0]);
exit(1);
}
if((repeat_factor=atoi(argv[1]))<1)repeat_factor=10;
sigemptyset(&intmask);?/*?将信号集合设置为空?*/
sigaddset(&intmask,SIGINT);?/*?加入中断?Ctrl+C?信号*/
while(1)
{
/*阻塞信号,我们不希望保存原来的集合所以参数为NULL*/
sigprocmask(SIG_BLOCK,&intmask,NULL);
fprintf(stderr,"SIGINT?signal?blocked\n");
for(i=0;i<repeat_factor;i++)y=sin((double)i);
fprintf(stderr,"Blocked?calculation?is?finished\n");
/*?取消阻塞?*/
sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&intmask,NULL);
fprintf(stderr,"SIGINT?signal?unblocked\n");
for(i=0;i<repeat_factor;i++)y=sin((double)i);
fprintf(stderr,"Unblocked?calculation?is?finished\n");
}
exit(0);
}
程序在运行的时候我们要使用Ctrl+C来结束.如果我们在第一计算的时候发出SIGINT信号
,由于信号已经屏蔽了,所以程序没有反映.只有到信号被取消阻塞的时候程序才会结束.
注意我们只要发出一次SIGINT信号就可以了,因为信号屏蔽只是将信号加入到信号阻塞
集合之中,并没有丢弃这个信号.一旦信号屏蔽取消了,这个信号就会发生作用.
有时候我们希望对信号作出及时的反映的,比如当拥护按下Ctrl+C时,我们不想什么事情
也不做,我们想告诉用户你的这个操作不好,请不要重试,而不是什么反映也没有的.?这个
时候我们要用到sigaction函数.
#include?<signal.h>;
int?sigaction(int?signo,const?struct?sigaction?*act,
struct?sigaction?*oact);
struct?sigaction?{
void?(*sa_handler)(int?signo);
void?(*sa_sigaction)(int?siginfo_t?*info,void?*act);
sigset_t?sa_mask;
int?sa_flags;
void?(*sa_restore)(void);
}
这个函数和结构看起来是不是有点恐怖呢.不要被这个吓着了,其实这个函数的使用相当
简单的.我们先解释一下各个参数的含义.?signo很简单就是我们要处理的信号了,可以是
任何的合法的信号.有两个信号不能够使用(SIGKILL和SIGSTOP).?act包含我们要对这个
信号进行如何处理的信息.oact更简单了就是以前对这个函数的处理信息了,主要用来保
存信息的,一般用NULL就OK了.
信号结构有点复杂.不要紧我们慢慢的学习.
sa_handler是一个函数型指针,这个指针指向一个函数,这个函数有一个参数.这个函数就
是我们要进行的信号操作的函数.?sa_sigaction,sa_restore和sa_handler差不多的,只
是参数不同罢了.这两个元素我们很少使用,就不管了.
sa_flags用来设置信号操作的各个情况.一般设置为0好了.sa_mask我们已经学习过了
在使用的时候我们用sa_handler指向我们的一个信号操作函数,就可以了.sa_handler有
两个特殊的值:SIG_DEL和SIG_IGN.SIG_DEL是使用缺省的信号操作函数,而SIG_IGN是使用
忽略该信号的操作函数.
这个函数复杂,我们使用一个实例来说明.下面这个函数可以捕捉用户的CTRL+C信号.并输
出一个提示语句.
#include?<signal.h>;
#include?<stdio.h>;
#include?<string.h>;
#include?<errno.h>;
#include?<unistd.h>;
#define?PROMPT?"你想终止程序吗?"
char?*prompt=PROMPT;
void?ctrl_c_op(int?signo)
{
write(STDERR_FILENO,prompt,strlen(prompt));
}
int?main()
{
struct?sigaction?act;
act.sa_handler=ctrl_c_op;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags=0;
if(sigaction(SIGINT,&act,NULL)<0)
{
fprintf(stderr,"Install?Signal?Action?Error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
while(1);
}?
在上面程序的信号操作函数之中,我们使用了write函数而没有使用fprintf函数.是因为
我们要考虑到下面这种情况.如果我们在信号操作的时候又有一个信号发生,那么程序该
如何运行呢??为了处理在信号处理函数运行的时候信号的发生,我们需要设置sa_mask成
员.?我们将我们要屏蔽的信号添加到sa_mask结构当中去,这样这些函数在信号处理的时
候就会被屏蔽掉的.
3。其它信号函数?由于信号的操作和处理比较复杂,我们再介绍几个信号操作函数.
#include?<unistd.h>;
#include?<signal.h>;
int?pause(void);
int?sigsuspend(const?sigset_t?*sigmask);
pause函数很简单,就是挂起进程直到一个信号发生了.而sigsuspend也是挂起进程只是在
调用的时候用sigmask取代当前的信号阻塞集合.
#include?<sigsetjmp>;
int?sigsetjmp(sigjmp_buf?env,int?val);
void?siglongjmp(sigjmp_buf?env,int?val);
还记得goto函数或者是setjmp和longjmp函数吗.这两个信号跳转函数也可以实现程序的
跳转让我们可以从函数之中跳转到我们需要的地方.
由于上面几个函数,我们很少遇到,所以只是说明了一下,详细情况请查看联机帮助.
4。一个实例?还记得我们在守护进程创建的哪个程序吗?守护进程在这里我们把那个
程序加强一下.?下面这个程序会在也可以检查用户的邮件.不过提供了一个开关,如果用
户不想程序提示有新的邮件到来,可以向程序发送SIGUSR2信号,如果想程序提供提示可以
发送SIGUSR1信号.
#include?<unistd.h>;
#include?<stdio.h>;
#include?<errno.h>;
#include?<fcntl.h>;
#include?<signal.h>;
#include?<string.h>;
#include?<pwd.h>;
#include?<sys/types.h>;
#include?<sys/stat.h>;
/*?Linux?的默任个人的邮箱地址是?/var/spool/mail/?*/
#define?MAIL_DIR?"/var/spool/mail/"
/*?睡眠10秒钟?*/
#define?SLEEP_TIME?10
#define?MAX_FILENAME?255
unsigned?char?notifyflag=1;
long?get_file_size(const?char?*filename)
{
struct?stat?buf;
if(stat(filename,&;buf)==-1)
{
if(errno==ENOENT)return?0;
else?return?-1;
}
return?(long)buf.st_size;
}
void?send_mail_notify(void)
{
fprintf(stderr,"New?mail?has?arrived\007\n");
}
void?turn_on_notify(int?signo)
{
notifyflag=1;
}
void?turn_off_notify(int?signo)
{
notifyflag=0;
}
int?check_mail(const?char?*filename)
{
long?old_mail_size,new_mail_size;
sigset_t?blockset,emptyset;
sigemptyset(&;blockset);
sigemptyset(&;emptyset);
sigaddset(&;blockset,SIGUSR1);
sigaddset(&;blockset,SIGUSR2);
old_mail_size=get_file_size(filename);
if(old_mail_size<0)return?1;
if(old_mail_size>;0)?send_mail_notify();
sleep(SLEEP_TIME);
while(1)
{
if(sigprocmask(SIG_BLOCK,&;blockset,NULL)<0)?return?1;
while(notifyflag==0)sigsuspend(&;emptyset);
if(sigprocmask(SIG_SETMASK,&;emptyset,NULL)<0)?return?1;
new_mail_size=get_file_size(filename);
if(new_mail_size>;old_mail_size)send_mail_notify;
old_mail_size=new_mail_size;
sleep(SLEEP_TIME);
}
}
int?main(void)
{
char?mailfile[MAX_FILENAME];
struct?sigaction?newact;
struct?passwd?*pw;
if((pw=getpwuid(getuid()))==NULL)
{
fprintf(stderr,"Get?Login?Name?Error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
strcpy(mailfile,MAIL_DIR);
strcat(mailfile,pw->;pw_name);
newact.sa_handler=turn_on_notify;
newact.sa_flags=0;
sigemptyset(&;newact.sa_mask);
sigaddset(&;newact.sa_mask,SIGUSR1);
sigaddset(&;newact.sa_mask,SIGUSR2);
if(sigaction(SIGUSR1,&;newact,NULL)<0)
fprintf(stderr,"Turn?On?Error:%s\n\a",strerror(errno));
newact.sa_handler=turn_off_notify;
if(sigaction(SIGUSR1,&;newact,NULL)<0)
fprintf(stderr,"Turn?Off?Error:%s\n\a",strerror(errno));
check_mail(mailfile);
exit(0);
}
信号操作是一件非常复杂的事情,比我们想象之中的复杂程度还要复杂,如果你想彻底的
弄清楚信号操作的各个问题,那么除了大量的练习以外还要多看联机手册.不过如果我们
只是一般的使用的话,有了上面的几个函数也就差不多了.?我们就介绍到这里了.??
