[C++知识库]进程间通信(二十三)——信号底层API：sigaction

信号底层API：sigaction

linux中信号的分类

标准信号及其不可靠性

• 标准信号
  • 1-31号信号，也叫不可靠信号，继承UNIX信号，采用位图管理
  • 如果同时来相同的信号来不及处理，内核会丢弃掉
• 实时信号
  • 32~64号信号，是可靠的，采用队列管理
  • 来一次，处理一次，转发一次

信号处理机制

内核对信号的处理

• A进程向B进程发送一个信号，内核会首先收到信号，然后发给B进程，在发送给B进程之前，内核负责管理这些信号
• 对于不可靠信号，内核采用位图标记，给该信号分配sigqueue结构体，挂入链表之中，并将位图中的对应位置一；此时若有相同的信号发来，因为对应位已经置一，因此内核会丢弃该信号
• 对于可靠信号，内核采用队列管理：给该信号分配一个sigqueue结构体，并挂入到链表队列之中
• 队列中信号的个数也是有限制的，超过默认值，可靠信号也会丢失，也就变得不可靠了。

信号底层API：sigaction

函数底层注册函数

• 函数原型：int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);

• 函数功能：给信号设置新的注册函数act，同时保留原有的信号处理函数在oldact

  • 执行某些信号时屏蔽某些信号，直接给sa_mask赋值即可
  • 处理带参数的信号
  • 一次注册，长期有效

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

高级信号函数

新的信号发送函数

• 函数原型：int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);
• 函数功能：
  • 用法与kill类似
  • 与kill不同之处，kill可以将pid设置为指定负数，向整个进程发送信号
  • 可以给指定进程传递一个int数据类型
  • sigaction与sigqueue是一对CP

int main(int argc, char *argv[])
{
	union sigval val;
	val.sival_int = 10;
	pid_t pid = atoi(argv[1]);

	if (sigqueue(pid, SIGHUP, val) == -1)
	{
		perror("sigqueue");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	printf("current pid:%d\n", getpid());

	return 0;
}

小结

• 一旦给信号交换了handler，它就一直有效
• 信号的handler存在并发访问，可重入问题
• 在信号的handler运行期间，会阻塞掉当前本身的信号
• 在handler运行期间，当前信号的多次提交可能被丢弃，只保留一次
• 除了本身信号是被阻塞的，可以通过设置，阻塞设定的一些信号
• signal是标准C定义的函数，而sigaction是POSIX接口函数
• Signal是对sigaction的封装
• 不同的架构、操作系统对信号的value、default action可能不一样
• 特殊的两个信号：SIGKILL和SIGSTOP
  • 不能被忽略
  • 不能安装signal handler、不能被捕捉
  • 不能被阻塞

void signal_handler(int signum)
{
	printf("signal_handler\n");
	switch(signum)
	{
		case SIGHUP:
			printf("get signal: SIGHUP\n");
			sleep(20);
			break;
		case SIGINT:
			printf("get signal: SIGINT\n");
			break;
		case SIGQUIT:
			printf("get signal: SIGQUIT\n");
			break;
		case SIGUSR1:
			printf("get signal: SIGQUIT\n");
			break;
		default:
			printf("undefined signal\n");
	}
}

void signal_sigaction(int signum, siginfo_t *parm, void *parm2)
{
	printf("signal_sigaction");
	switch(signum)
	{
		case SIGHUP:
			printf("get signal: SIGHUP\n");
			sleep(20);
			break;
		case SIGINT:
			printf("get signal: SIGINT\n");
			break;
		case SIGQUIT:
			printf("get signal: SIGQUIT\n");
			break;
		case SIGUSR1:
			printf("get signal: SIGQUIT\n");
			break;
		default:
			printf("undefined signal\n");
	}
	printf("received data: %d\n", parm->si_value);
	printf("sending signal process pid: %d\n", parm->si_pid);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	struct sigaction act, old_act;
	act.sa_sigaction = signal_sigaction;
	act.sa_handler = signal_handler;
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	sigaddset(&act.sa_mask, SIGUSR1);
	act.sa_flags = 0;
		//sa_flags must be set, or it will cause core dump
		//set 0 may cause signal losing
		//act.sa_flags = SA_RESETHAND | SA_NODEFER;
		//SA_RESETHAND: restore signal action to DEF
		//SA_SIGINFO: use sa_sigaction as signal handler
		//SA_NODEFER: umask sa_mask
	
	sigaction(SIGHUP, &act, &old_act);

	while(1);

	return 0;
}