linux信號機制基礎

通過本文你會了解到：
1. 信號機制簡介
2. 信號處理函數( signal/sigaction/kill)

信號機制簡介
信號機制就是進程間相互傳遞消息的機制，又稱做軟中斷信號。就像電話一樣，你不能確定什麼時候有人打電話，隨時隨地發生。linux系統中處理信號有一下幾種方式：

• Term - 終止進程
• Ign - 忽略該信號
• Core - 終止該進程並保存內存信息
• Stop - 停止進程
• Cont - 恢復已停止的進程

除了上述的5種處理，用戶還可以自定義處理函數。

信號處理函數
那麼在linux中應用什麼函數來實現對信號進行處理呢，接下來我們一起來學習幾個常用函數：

signal函數 – 爲信號設置處理方法 – 早期linux版本使用，知道怎麼用就可以了，在編程時還是不要用這麼老的函數了。

#include <signal.h>

typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal（int signum, sighandler_t handler）;

signum - 信號值
handler - 可以爲自定義的信號處理函數，也可以是SIG_IGN（忽略該信號）和SIG_DEL（信號默認處理）。

下面以大家最熟悉的ctrl-c（終止進程）爲例，根據handler取值不同給出實例（終於可以上代碼了，竊喜）：

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

void signal_handler(int signo)
{
    switch(signo) {
        case SIGINT:
            printf("handle SIGINT by user\n");
            break;
        default:
            break;
    }

}

int main(int argc, char **argv)
{
    printf("ctr-c will be handled by user, enter to continue..\n");
    signal(SIGINT, signal_handler);
    getchar();

    printf("ctr-c will be ignore, enter to continue..\n");
    signal(SIGINT, SIG_IGN);
    getchar();

    printf("ctr-c will handle by default, enter to continue..\n");
    signal(SIGINT, SIG_DFL);
    getchar();

    printf("thanks, bye!\n");

    return 0;
}

運行測試：

$ ./signal
ctr-c will be handled by user, enter to continue..
^Chandle SIGINT by user // 信號被自定義函數獲取
^Chandle SIGINT by user // 信號被自定義函數獲取

ctr-c will be ignore, enter to continue..
^C^C // 信號被忽略
ctr-c will handle by default, enter to continue..
^C // 默認操作，終止進程

sigaction函數 - 爲信號設置處理方法

#include <signal.h>

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,
                     struct sigaction *oldact);

signum - 信號值
act - sigaction結構體，指定當前信號的處理信息
oldact - sigaction結構體，返回信號之前的處理信息
要了解後兩個參數的作用必須要瞭解sigaction結構體的構成：

struct sigaction {
    void     (*sa_handler)(int);
    void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
    sigset_t   sa_mask;
    int        sa_flags;
    void     (*sa_restorer)(void);
};

sa_handler - 與signal函數中的處理函數作用相同，可以爲用戶自定義的處理函數，也可以爲SIG_IGN和SIG_DFL
sa_sigaction - 信號的另一個處理函數，當sa_flags含有SA_SIGINFO時，應用此處理函數。此函數可以提供信號的更過信息。
sa_mask - 指定在信號處理函數運行期間需要屏蔽的信號。屏蔽的信號會被阻塞直到處理函數結束。
sa_flags - 指定信號的處理行爲，可以爲0或SA_NOCLDSTOP/A_NOCLDSTOP等，具體參考man 7 signal
sa_restorer - 暫爲使用，保留。

sigaction的使用也時比較複雜的，後續會結合具體實例做分析，先給一個簡單的例子，完成與signal實例同樣的功能：

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

void signal_handler(int signo)
{
    switch(signo) {
        case SIGINT:
            printf("handle SIGINT by user\n");
            break;
        default:
            break;
    }

}

int main(int argc, char **argv)
{
    struct sigaction act;

    printf("ctr-c will be handled by user, enter to continue..\n");
    act.sa_flags = 0;
    act.sa_handler = signal_handler;
    sigaction(SIGINT, &act, NULL);
    getchar();

    printf("ctr-c will be ignore, enter to continue..\n");
    act.sa_flags = 0;
    act.sa_handler = SIG_IGN;
    sigaction(SIGINT, &act, NULL);
    getchar();

    printf("ctr-c will handle by default, enter to continue..\n");
    act.sa_flags = 0;
    act.sa_handler = SIG_DFL;
    signal(SIGINT, SIG_DFL);
    getchar();

    printf("thanks, bye!\n");

    return 0;
}

運行測試：

$ ./sigaction 
ctr-c will be handled by user, enter to continue..
^Chandle SIGINT by user // 信號被自定義函數獲取，此處與signal行爲不同，getchar函數被中斷
ctr-c will be ignore, enter to continue..
^C^C^C // 信號被忽略
ctr-c will handle by default, enter to continue..
^C // 默認處理，終端程序

信號發送函數

#include <sys/types.h>
#include <signal.h>

int kill(pid_t pid, int sig);

pid：可能選擇有以下四種
1. pid大於零時，將信號發送給進程ID爲pid的進程。
2. pid等於零時，信號將送往所有與調用kill()的那個進程屬同一個使用組的進程。
3. pid等於-1時，信號將送往所有調用進程有權給其發送信號的進程，除了進程1(init)。
4. pid小於-1時，信號將送往以-pid爲組標識的進程。

sig：信號值，若爲0則不發送任何信號。

kill函數的使用實例：

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

void signal_handler(int signo)
{
    switch(signo) {
        case SIGUSR1:
            printf("get signal -- SIGUSR1\n");
            break;
        default:
            break;
    }

}

int main(int argc, char **argv)
{
    pid_t pid;
    struct sigaction act;

    act.sa_flags = 0;
    act.sa_handler = signal_handler;
    sigaction(SIGUSR1, &act, NULL);

    pid = getpid();

    printf("send SIGUSR1 to curent process\n");
    kill(pid, SIGUSR1);

    getchar();

    printf("thanks, bye!\n");

    return 0;
}

運行測試：

$ ./kill 
send SIGUSR1 to curent process
get signal -- SIGUSR1

thanks, bye!

本文代碼實例github地址：
https://github.com/zsirkg/myWorks/tree/master/signal