简单复习一下Linux中的信号以及信号的捕捉和网络编程中常用的信号

  1. 发送信号可以使用kill函数,函数原型如下:
int kill(pid_t pid, int sig);

其中pid的取值和发送目标进程的关系如下:

  • pid > 0 发送给 PID为 pid的进程
  • pid = 0 发送给本进程组内其他进程
  • pid = -1 发送给除了 init 进程之外的其他所有进程,需要有发送权限
  • pid < 0 发送给所有的组ID = -pid 的所有进程
  1. 信号处理方式(也就是信号处理函数),信号处理函数的定义如下:
typdef void(*__sighandler_t)(int)

除了自定义信号处理函数之外还有几种信号处理函数:

#define SIG_DFL ((__sighandler_t) 0) // 使用信号的默认处理方式
#define SIG_IGN ((__sighandler_t) 1) // 忽略信号
  1. Linux信号,信号的种类很多,介绍一种常用的信号:
    • SIGINT -> ctrl + C 中断进程
    • SIGQUIT -> ctrl + \ 中断进程
    • SIGKILL -> 终止进程,不可以被捕捉
    • SIGUSR1,SIGUSR2 -> 用户自定义信号
    • SIGSEGV -> 段错误,非法访问内存
    • SIGPIPE -> 向读端关闭的管道或者socket 中写入数据
    • SIGALRM -> 时钟定时信号
    • SIGCHLD -> 子进程状态发生变化(可用于回收子进程)
    • SIGTERM -> 终止进程
    • SIGSTOP -> 暂停进程,不可以被忽略或者捕捉
  2. 中断系统调用: 进程执行阻塞系统调用的时候如何设置了某一个信号的信号捕捉函数并且接收到该信号,那么就会产生中断系统调用,并且对于默认行为为暂停进程的函数也会中断系统调用,并且errno被设置为 EINTR
  3. signal函数: 用于设置信号处理函数:
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
  1. sigaction函数: 设置信号处理函数并且可以设置其他的行为(比如恢复中断系统调用等)
int sigaction(int signum,
                     const struct sigaction *_Nullable restrict act,
                     struct sigaction *_Nullable restrict oldact);

其中sigaction结构体如下:

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

其中 sig_handler为信号处理方式,sa_mask为信号集掩码,可以使用 sigprocmask函数设置,sa_flags表示信号处理的选项,常见的选项如下: Pasted image 20241215113918.png 7. 信号集,信号集可以使用 sigset_t 结构体表示,可以理解为一个位图,可以利用如下函数操作 sigset_t操作这一个结构体:

int sigemptyset(sigset_t *set);
int sigfillset(sigset_t *set);
int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
  1. 设置信号掩码,使用 sigprocmask函数,函数原型如下:
int sigprocmask(int how, const sigset_t *_Nullable restrict set,
                                  sigset_t *_Nullable restrict oldset);

how表示设置掩码的类型,set表示需要设置的信号集(需要使用上面的函数操作),oldset表示传出参数,传出之前的信号集,how可选选项如下:

  • SIG_BLOCK -> 设置屏蔽
  • SIG_UNBLOCK -> 非屏蔽
  • SIG_SETMASK -> 直接设置
  1. 被挂起的信号,当设置信号被屏蔽并且再一次接收到这一个信号的话就会导致信号被挂起,被挂起的信号当屏蔽区取消的时候就会被重新接收到,可以使用如下函数查看被挂起的信号:
int sigpending(sigset_t *set);

set为传出参数 10. 进程和线程与父进程和父线程的信号处理方式和屏蔽信号集的说明：

  • 子进程和父进程有相同的屏蔽信号集和信号处理方式,同时子进程可以自定义自己的信号处理方式和屏蔽信号集,未决信号集一样
  • 子线程和主线程有自己的信号处理方式,但是可以自定义自己的屏蔽信号集,当向该进程发送信号的时候会会遍历所有线程直到找到第一个不阻塞该信号的线程执行信号处理函数(使用phtread_sigmask设置阻塞)
  1. 一种基于事件源的事件处理方案: 所有的信号都注册一个处理函数,在这一个处理函数中把捕捉到的事件发送到管道中,利用IO多路复用监听管道,如果监听到发送的事件就可以判断发送的事件类型并且根据事件类型来确定处理方案,这是一种通用的基于事件源的处理方案, 可以见 Github仓库中的代码
  2. 其他信号以及作用:
  • SIGHUP: 对于有控制终端的进程,挂起控制终端的时候就会触发这一个信号,对于没有控制终端的信号这一个信号可以当成一个控制信号使用,比如接收到这一个控制信号就会引起读取配置文件的操作行为
  • SIGPIPE: 向读端关闭的管道或者 socket 中写入数据就会触发这一个信号,为了访问读端关闭引发程序退出,可以采取如下措施:
  • 设置SIGPIPE的信号捕捉函数为 SIG_IGN
  • 设置 send函数的选项中使用 MSG_NOSIGNAL标志,同时检测errno为 EPIPE从而检测管道是否关闭
  • 或者检测poll系统调用中的POLLHUP事件
  • SIGUSR: 用户自定义信号,可以用于检测带外数据或者作为特定事件的回调函数使用
  1. 注意 sigaction结构体中的 sa_mask就是在信号处理过程中需要屏蔽的信号集,同时利用 sigprocmask也可以设置屏蔽信号集,只不过利用sigprocmask设置的是整个进程的信号屏蔽集,总结:
  2. sigaction中的sa_mask设置信号处理过程中的信号屏蔽集
  3. sigprocmaks设置进程的信号屏蔽集