??行程間的通信（5）--信號??

概述

信號是軟體中斷，它是在軟體層次上對中斷機制的一種模擬，
信號可以導致一個正在運行的行程被另一個正在運行的異步行程中斷，轉而處理某一個突發事件， 信號是一種異步通信方式，
行程不必等待信號的到達，行程也不知道信號什么時候到達， 信號可以直接進行用戶空間行程和內核空間行程的互動，內核行程可以利用它來通知用戶空間行程發生了哪些系統事件

信號和編碼的對應關系：	kill -l

如何產生信號

1、當用戶按某些終端鍵時，將產生信號，
2、硬體例外將產生信號，
3、軟體例外將產生信號，
4、呼叫 kill 函式將發送信號，
5、運行 kill 命令將發送信號，

一個行程收到一個信號的時候，可以用如下方法進行處理：
1、執行系統默認動作 對大多數信號來說，系統默認動作是用來終止該行程，
2、忽略此信號 接收到此信號后沒有任何動作，
3、執行自定義信號處理函式 用用戶定義的信號處理函式處理該信號，

信號的使用

1.kill 函式

#include <sys/types.h>
 #include <signal.h> 
 int kill(pid_t pid, int signum); 
 功能：給指定行程發送信號， 
 引數：
 pid：詳見下頁 
 signum：信號的編號
  回傳值：成功回傳 0，失敗回傳 -1，
   pid 的取值有 4 種情況:
    pid>0: 將信號傳送給行程 ID 為 pid 的行程，
    pid=0: 將信號傳送給當前行程所在行程組中的所有行程，
    pid=-1: 將信號傳送給系統內所有的行程，
    pid<-1: 將信號傳給指定行程組的所有行程，這個行程組號等于 pid 的絕對值，

注意：使用 kill 函式發送信號，接收信號行程和發送信號行程的所有者必須相同，或者發送信號行程的所有者是超級用戶，

2.alarm 函式

#include <unistd.h> 
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
 功能：在 seconds 秒后，向呼叫行程發送一個 SIGALRM 信號，SIGALRM 信號的默認動作是終止呼叫 alarm 函式的行程，
  回傳值：
  若以前沒有設定過定時器，或設定的定時器已超時，回傳 0；否則回傳定時器剩余的秒數，并重新定定時器，

raise 函式

#include <signal.h>
 int raise(int signum); 
 功能：給呼叫行程本身送一個信號，
  引數：
	  signum：信號的編號，
  回傳值：
   	   成功回傳 0，失敗回傳 -1，

abort 函式

#include <stdlib.h> void abort(void); 
功能：向行程發送一個 SIGABRT 信號，默認情況下行程會退出， 
注意：即使 SIGABRT 信號被加入阻塞集，一旦行程呼叫了 abort 函式，行程也還是會被終止，且在終止前會重繪緩沖區，關檔案描述符

pause 函式

#include <unistd.h>
 int pause(void);
  功能：將呼叫行程掛起直至捕捉到信號為止，這個函式通常用于判斷信號是否已到， 
  回傳值：直到捕獲到信號，pause 函式才回傳-1，且 errno 被設定成 EINTR，

行程接收到信號后的處理方式

 1、執行系統默認動作
 2、忽略此信號 
 3、執行自定義信號處理函式 程式中可用函式 signal()改變信號的處理方式，
  #include <signal.h>
   typedef void (*sighandler_t)(int)；
  sighandler_t signal(int signum,sighandler_t handler);
   功能：注冊信號處理函式（不可用于 SIGKILL、SIGSTOP 信號），即確定收到信號后處理函式的入口地址，
    引數：
    signum：信號編號 
    handler 的取值：
     忽略該信號：SIG_IGN
     執行系統默認動作：SIG_DFL 
     自定義信號處理函式：信號處理函式名
      回傳值：
      成功：回傳函式地址，該地址為此信號上一次注冊的信號處理函式的地址， 失敗：回傳 SIG_ERR

信號代碼演示

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void my_signal(int arg)
{
    printf("接收到信號\n");
    
}
int main()
{
    signal(14,my_signal);
    alarm(5);
    //這里有個奇怪的現象，設定鬧鐘后，sleep后面如果有其他信號將失效
    sleep(100);
    printf("hello\n");
    //捕捉信號
    //      printf("掛起中\n");
    //    int id =pause();
    //    if(id == -1)
    //    {
    //        printf("普抓到信號\n");
    //    }
   // kill(getpid(),2);
    while(1);
}

可重入函式

可重入函式是指函式可以由多個任務并發使用，而不必擔心資料錯誤，
 撰寫可重入函式：
  1、不使用（回傳）靜態的資料、全域變數（除非用信號量互斥），
  2、不呼叫動態記憶體分配、釋放的函式，
  3、不呼叫任何不可重入的函式（如標準 I/O 函式），
   注：即使信號處理函式使用的都是可重入函式（常見的可重入函式），也要注意進入處理函式時，首先要保存 errno 的值，結束時，再恢復原值，因為，信號處理程序中，errno 值隨時可能被改變，
  
   

常見的可重入函式串列：

信號集

信號集概述 
	一個用戶行程常常需要對多個信號做出處理，為了方便對多個信號進行處理，在 Linux 系統中引入了信號集， 信號集是用來表示多個信號的資料型別， 
信號集資料型別
 	sigset_t 
定義路徑：
 /usr/include/i386-linux-gnu/bits/sigset.h
信號集相關的操作主要有如下幾個函式： sigemptyset sigfillset sigismember sigaddset sigdelset

sigemptyset 函式

初始化一個空的信號集
 #include <signal.h> 
 int sigemptyset(sigset_t *set)；
  功能：初始化由 set 指向的信號集，清除其中所有的信號即初始化一個空信號集， 
  引數：
  set：信號集標識的地址，以后操作此信號集，對 set 進行操作就可以了，
  回傳值: 成功回傳 0，失敗回傳 -1，

sigfillset 函式

初始化一個滿的信號集 #include <signal.h> 
int sigfillset(sigset_t *set)； 
功能：初始化信號集合 set, 將信號集合設定為所有信號的集合， 
引數：
信號集標識的地址，以后操作此信號集，對 set 進行操作就可以了， 
回傳值: 成功回傳 0，失敗回傳 -1，

sigismember 函式

判斷某個集合中是否有某個信號
 #include <signal.h> 
 int sigismember(const sigset_t *set,int signum);
  功能：查詢 signum 標識的信號是否在信號集合 set 之中，
   引數：
   set：信號集識別符號號的地址，
   signum：信號的編號，
   回傳值: 在信號集中回傳 1，不在信號集中回傳 0 錯誤，回傳 -1

sigaddset 函式

 #include <signal.h>
  int sigaddset(sigset_t *set, int signum); 
  功能：將信號 signum 加入到信號集合 set 之中，
   引數：
   set：信號集標識的地址，
   signum：信號的編號，
   回傳值: 成功回傳 0，失敗回傳 -1，

sigdelset 函式

從某個信號集中洗掉一個信號 #include <signal.h>
 int sigdelset(sigset_t *set, int signum); 
 功能：將 signum 所標識的信號從信號集合 set 中洗掉，
 引數：
 set：信號集標識的地址，
 signum：信號的編號， 
 回傳值: 成功：回傳 0 失敗：回傳 -1

信號集代碼演示

#include <stdio.h>
 #include <signal.h> 
#include <unistd.h>
 int main(){
     //初始化空信號集
     sigset_t set;
    // sigemptyset(&set);
     //初始化滿信號集
     //sigfillset(&set);
     //某個信號是否在集合
       //添加某個信號到集合中
     sigaddset(&set,2); 
    sigaddset(&set,3); 
    //移除集合里的某個信號
     sigdelset(&set, 2); 
     int fd = sigismember(&set, 3);
     if (fd == 1)
     {
         printf("有這個信號\n");
      }
      else
      {
          printf("不在集合中\n");
      }
    
      
 }

信號阻塞集(屏蔽集、掩碼)

每個行程都有一個阻塞集，它用來描述哪些信號遞送到該行程的時候被阻塞(在信號發生時記住它，直到行程 準備好時再將信號通知行程)， 所謂阻塞并不是禁止傳送信號, 而是暫緩信號的傳送，若將被阻塞的信號從信號阻塞集中洗掉，且對應的信號 在被阻塞時發生了，行程將會收到相應的信號，

sigprocmask 函式

創建一個阻塞集合

 #include <signal.h>
  int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset)；
   功能：檢查或修改信號阻塞集，根據 how 指定的方法對行程的阻塞集合進行修改，新的信號阻塞集由 set 指定，而 原先的信號阻塞集合由 oldset 保存，
    引數：
    how：信號阻塞集合的修改方法，
    set：要操作的信號集地址， 
    oldset：保存原先信號集地址，
    how：
    SIG_BLOCK：向信號阻塞集合中添加 set 信號集
    SIG_UNBLOCK：從信號阻塞集合中洗掉 set 集合
    SIG_SETMASK：將信號阻塞集合設為 set 集合 
    注：若 set 為 NULL，則不改變信號阻塞集合，函式只把當前信號阻塞集合保存到 oldset 中， 
    	回傳值: 成功：回傳 0 失敗：回傳 -1

阻塞集代碼演示

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


int main()
{
 // 初始化空信號集    
     sigset_t set;
    sigemptyset(&set);

     //初始化滿信號集
     //sigfillset(&set);
     //某個信號是否在集合
       //添加某個信號到集合中
     sigaddset(&set,2); 
    sigaddset(&set,3); 
    //移除集合里的某個信號
    // sigdelset(&set, 2); 
    //添加阻塞集合
    int pro = sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL);
    if(pro == 0)
    {
        printf("add sucess\n");
    }
    else
    {
        printf("error\n");
    }
    //把2號3號信號放入阻塞集，所以ctrl+c無效，五秒后移除之后才有效
    sleep(5);

    int pro1 = sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);
    if(pro1 == 0)
    {
        printf("delete sucess\n");
    }
    else
    {
        printf("error\n");
    }
    sleep(5);
}