Linux进程间通信(四)---信号通信之信号发送捕捉kill()、raise()、alarm()、pause()及其基础实验

长平狐 发布于 2013/06/17 13:13
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信号概述

   ●  信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟。在原理上,一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。

   ●  信号是异步的,一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达,事实上进程也不知道信号到底什么时候到达。

   ●  信号可以直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互,内核进程也可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。它可以在任何时候发给某一个进程,而无需知道该进程的状态。如果该信号当前并未处于执行态(Running),则该信号由内核保存起来,直到该进程恢复执行再传递给它为止。如果一个信号被进程设置为阻塞,则该信号的传递被延迟,直到其阻塞被取消时才被传递给进程。

   ●  信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制,可以看作是异步通知,通知接收信号的进程有哪些事件发生了。信号机制除了基本通知外,还可以传递附加信息。

信号来源

     信号事件发生的来源有两种:

     ① 硬件来源。如我们按下了键盘上的按钮 或者出现其他硬件故障;

     ② 软件来源。最常用发送信号的系统函数有kill()、raise()、alarm()、setitimer()和sigqueue()等,软件来源还包括一些非法运算等操作。

进程响应信号的方式

    ① 忽略信号。忽略信号即对信号不做处理,其中,有两个信号不能忽略:SIGKILL和SIGSTOP。

    ② 捕捉信号。定义信号处理函数,当信号发生时,执行响应的处理函数。

    ③ 执行默认操作。Linux对每种信号都规定了默认操作,如下表所示:

   


信号的生命周期

     一个完整的信号生命周期可以分为3个重要阶段,这3个阶段由4个重要事件来刻画的;信号产生、信号在进程中注册、信号在进程中注销、执行信号处理函数。这里信号的产生、注册、注销等是指信号的内部实现机制,而不是信号的函数实现(不受我们的掌控)。因此信号注册与否与后面讲到的发送信号函数(如 kill()等)及信号安装函数(如 signal()等)无关,只与信号值有关。

   相邻两个事件的时间间隔构成信号生命周期的一个阶段,如下图1.注意这里的信号处理有多种方式,一般是由内核完成的,当然也可以由用户进程来完成。

   

    信号的处理包括信号的发送、捕捉和处理,它们有各自相对应的常见函数:

    ●  发生信号的函数: kill()、raise()。 

    ●  捕捉信号的函数: alarm()、pause()。

    ●  处理信号的函数: signal()、sigaction()。

  本节主要讲信号的发送与捕捉,下一节再讲处理

信号发送函数 kill()和raise()

函数说明

   kill()函数同咱们的kill系统命令一样(但不能误以为kill()就是kill哈),可以发送信号给进程或进程组(实际上,kill系统命令只是kill()函数的一个用户接口)。这里需要注意的是,kill()函数不仅可以终止进程(实际上是通过发出SIGKILL信号终止),也可以向进程发送其他信号。

   与kill()函数不同的是,raise()函数允许进程向自身发送信号。

函数格式

   下表分别列出了kill()和raise()的格式

      

      


基础实验

   本实验首先使用 fork()创建了一个子进程,接着为了保证子进程不在父进程调用kill()之前退出,在子进程中使用raise()函数向自身发送 SIGSTOP信号,使子进程暂停。接下来在父进程中调用kill()向子进程发送信号,在该实验中使用的是SIGKILL。实验代码如下:

   kill_raise.c文件点此下载

      

   编译后执行的效果如下图

   

   你瞧瞧,多狠啊,都不让子进程输出第22行的话,直接啪的就给人拍那里了。

   另外,建议你去掉27行的代码再执行一遍试一试看看有什么不同。

信号捕捉函数: alarm()、pause()

函数说明

    alarm()也称为闹钟函数,它可以在进程中设置一个定时器,当定时器指定的时间到时,它就向进程发送SIGALARM信号。要注意的是,一个进程只能有一个闹钟时间,如果在调用alarm()之前已设置过闹钟时间,则任何以前的闹钟时间都被新值所代替。

   pause()函数用于将调用进程挂起直至捕捉到信号为止。这个函数很常用,通常可以用于判断信号是否已到。

函数格式

   

    



基础实验

    本实验实际上是完成了一个简单的sleep()函数的功能,程序如下图

     

   编译执行后,结果如下图

   

  可以看到12行的语句根本就没执行,其实想想程序的执行流程就很清除,首先程序定时,执行到11行pause();时进程会被挂起,当计时到,发出信号SIGALARM,这时pause()捕捉到信号,进程直接被终止。

    现在屏蔽掉11行,如下

    

   再次编译执行,结果如下图

   

  下一节学习一下信号的处理,如需转载,请注明出处:http://blog.csdn.net/mybelief321/article/details/9078193

  最后,顺祝大家端午节快乐!!也顺祝今年的金九银十顺利!


原文链接:http://blog.csdn.net/mybelief321/article/details/9078193
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