初识信号---进程间的交流

一、信号机制

　　正如我们标题所说，信号就是进程间的对话，A进程想要告诉B进程一些事。比如子进程在结束之前就可以给父进程发这样一条“短信”：“嘿，我要结束了，为了避免让我成为僵死进程，快来读取我的信息吧！”这个时候父进程收到了子进程的短信，于是停下手里的工作，花少量时间处理好子进程，再继续进行自己的工作，这样，父进程再也不用傻傻的等子进程结束之后再执行，同样，多个子进程也可以通过这样的“发短信”的方式，告知父进程。这样就做到了异步处理僵死进程，使得子进程和父进程不再串行进行，父进程也不用再默默的等待子进程结束啦，从而节省了大量的时间。而“短信”，就是信号。这里我们要研究的就是，进程是怎样收发信号的，发送的信号到底是怎样内容？

　　其实信号的实质，就是由系统预先定义好的某些特定的事件。在《unix环境高级编程》里有写，信号其实就是一些定义在头文件里的int型正整数。

　　所以我们刚刚所说的子进程给父进程发信号，并不像我写的那么废话连篇，就只是一个简单的、冷冰冰的、机械的、准确的整型数字。信号可以接受，可以发送，但是都是指在进程之间进行。

　　总结起来就是：

　　在Linux中，信号是进程间通讯的一种方式，它采用的是异步机制。当信号发送到某个进程中时，操作系统会中断该进程的正常流程，并进入相应的信号处理函数执行操作，完成后再回到中断的地方继续执行。

　　需要说明的是，信号只是用于通知进程发生了某个事件，除了信号本身的信息之外，并不具备传递用户数据的功能。

　　很多条件下都会产生信号：

　　·当用户按下某些终端按键时，引发终端产生信号。在终端上按Ctrl+C键则产生中断信号SIGINT。这是停止一个已失去控制的程序的方法。

　　·引荐一场产生信号：除数为0、无效的内存引用等等，这些条件通常由引荐检测到，并将其通知内核。然后内核为该条件发生正在运行的进程产生适当的信号。例如，对执行一个无效内存引用的进程产生SIGSEGV信号。

　　·进程调用kill函数可将信号发送给另一个进程或进化成呢个组。自然面对此有所限制：接收信号进程和发送信号进程的所有者必须相同，或者发送信号进程的所有者必须时超级用户。

　　·用户课用kill命令将信号发送给其他进程。此命令只是kill函数的接口。常用此命令终止哟个时空的后台进程。

　　·当检测到某种软件条件已经发生，并应将其通知有关进程也产生信号。这里值得不是硬件产生打得条件（如初一0），而是软件条件。例如SIGGURG（在网络连接山川来带外数据时长生）、SIGPIPE（在管道的读进程已终止后，一个进程写此管道时产生）、，以及SIGALRM（进程所设置的闹钟始终超时时产生）。

　　信号是异步处理事件的经典实例。产生信号的时间对进程而言是随机出现的。进程不能简单地测试一个变量来判断是否出现了一个信号，而是必须告诉内核“在次信号出现时，请执行下列操作”。

　　但是内核在某个信号出现时也可以按照下列三种方式之一进行处理，我们称之为信号的处理与信号的相关动作。

　　1、忽略此信号。大多数信号都可以使用这种中方式进行处理，但有两种信号却绝不能贝忽略。他们是SIGKILL和SIGSTOP。

　　2、捕捉信号。要做到这一点，需要通知内核在魔偶中信号发生时调用一个用户函数。再次函数中，可以执行用户希望堆这种事件进行的处理。

　　3、执行系统默认操作。针对大多数信号的系统默认动作是终止进程。

二、signal函数

void (*signal(int signo, void (*func)(int))) (int);

返回值：成功，返回以前的信号处理函数；失败，返回SIG_ERR

说明：

signo为信号名。

func为常量值SIG_IGN（忽略此信号）/SIG_DFL（执行系统默认动作）/（接收此信号要调用的函数地址）。

signal函数的返回值是一个函数地址，指向在此之前的信号处理函数，而func指向新的信号处理函数。

由于函数原型太过复杂，也可使用下面的定义方式：

typedef void Sigfunc(int);

Sigfunc* signal(int, Sigfunc*);

看一个实例：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <signal.h>
 3 
 4 void fun()
 5 {
 6     int i = 0;
 7     for(; i < 3; i++)
 8     {
 9         printf("Hello World
");//1秒打印一次，执行3次
10         sleep(1);
11     }
12 }
13 
14 void main()
15 {
16     signal(SIGINT,fun);//信号：当用户按下Ctrl+C时，执行fun函数
17     while(1)
18     {
19         sleep(2);
20         printf("Running
");//每2秒打印一次
21     }
22 }

 执行结果：

　　可以看到，每次按下ctrl+c，都会执行一次打印三次Hello World，也就是说，每次按下Ctrl+C时，都会发送一个信号，让程序去执行调用并执行fun函数。

　　同样，我做一个小小的改动，就能实现让第一次SIGINT信号成为执行fun的命令，第二次按下时直接程序结束。我把SIGINT信号修改为默认方式接收的signal函数在fun中，为什么不放在主函数main中呢？因为我把放在signal（SIGINT，fun）之前会导致该信号又被修改为去执行fun了，而其放在之后，又直接为为默认方式，而不能同时使用两个信号。当我把signal（SIGINT，SIG_DFL）放在fun函数里时就不会发生这些事了，因为只有当第一个信号起作用时才会进入fun函数，而在fun函数里，无论我把第二个信号放在哪儿都是能实现的。

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <signal.h>
 3 
 4 void fun()
 5 {
 6     int i = 0;
 7     for(; i < 3; i++)
 8     {
 9         printf("Hello World
");//秒打印一次，执行3次
10         sleep(1);
11         signal(SIGINT,SIG_DFL);//以默认方式接收信号
12     }
13 }
14 
15 void main()
16 {
17     signal(SIGINT,fun);//信号：当用户按下Ctrl+C时，执行fun函数
18     while(1)
19     {
20         sleep(2);
21         printf("Running
");
22     }
23 }

　　结果如下：

　　如图所示，当第二次按下Ctrl+C时，信号又变成了默认操作，直接结束程序。

　　还是这段代码，当我按下Ctrl+C的时机是在执行fun时，程序会在执行完fun之后直接结束。