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

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！