對于 Linux來說，實(shí)際信號是軟中斷，許多重要的程序都需要處理信號。信號，為 Linux 提供了一種處理異步事件的方法。比如，終端用戶輸入了 ctrl+c 來中斷程序，會通過信號機(jī)制停止一個(gè)程序。
信號概述
信號的名字和編號：
每個(gè)信號都有一個(gè)名字和編號，這些名字都以“SIG”開頭，例如“SIGIO ”、“SIGCHLD”等等。
信號定義在signal.h頭文件中，信號名都定義為正整數(shù)。
具體的信號名稱可以使用kill -l來查看信號的名字以及序號，信號是從1開始編號的，不存在0號信號。kill對于信號0又特殊的應(yīng)用。

//1)掛起 2）中斷(ctl+c) 3）退出 4）出現(xiàn)了問題 1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL 5) SIGTRAP//6）丟棄 7)總線信號 9)殺死進(jìn)程6) SIGABRT 7) SIGBUS 8) SIGFPE 9) SIGKILL 10) SIGUSR1// 14)鬧鐘信號 11) SIGSEGV 12) SIGUSR2 13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM // 19）停止程序 16) SIGSTKFLT 17) SIGCHLD 18) SIGCONT 19) SIGSTOP 20) SIGTSTP 21) SIGTTIN 22) SIGTTOU 23) SIGURG 24) SIGXCPU 25) SIGXFSZ // 29)IO口的訪問 26) SIGVTALRM 27) SIGPROF 28) SIGWINCH 29) SIGIO 30) SIGPWR 31) SIGSYS 34) SIGRTMIN 35) SIGRTMIN+1 36) SIGRTMIN+2 37) SIGRTMIN+3 38) SIGRTMIN+4 39) SIGRTMIN+5 40) SIGRTMIN+6 41) SIGRTMIN+7 42) SIGRTMIN+8 43) SIGRTMIN+9 44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12 47) SIGRTMIN+13 48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12 53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9 56) SIGRTMAX-8 57) SIGRTMAX-7 58) SIGRTMAX-6 59) SIGRTMAX-5 60) SIGRTMAX-4 61) SIGRTMAX-3 62) SIGRTMAX-2 63) SIGRTMAX-1 64) SIGRTMAX

信號的處理：
??????信號的處理有三種方法，分別是：忽略、捕捉和默認(rèn)動作
??????忽略信號:大多數(shù)信號可以使用這個(gè)方式來處理，但是有兩種信號不能被忽略（分別是 SIGKILL和SIGSTOP）。因?yàn)樗麄兿騼?nèi)核和超級用戶提供了進(jìn)程終止和停止的可靠方法，如果忽略了，那么這個(gè)進(jìn)程就變成了沒人能管理的的進(jìn)程，顯然是內(nèi)核設(shè)計(jì)者不希望看到的場景
??????捕捉信號:需要告訴內(nèi)核，用戶希望如何處理某一種信號，說白了就是寫一個(gè)信號處理函數(shù)，然后將這個(gè)函數(shù)告訴內(nèi)核。當(dāng)該信號產(chǎn)生時(shí)，由內(nèi)核來調(diào)用用戶自定義的函數(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)某種信號的處理。
??????系統(tǒng)默認(rèn)動作:對于每個(gè)信號來說，系統(tǒng)都對應(yīng)由默認(rèn)的處理動作，當(dāng)發(fā)生了該信號，系統(tǒng)會自動執(zhí)行。不過，對系統(tǒng)來說，大部分的處理方式都比較粗暴，就是直接殺死該進(jìn)程。(kill -9 pid 或者 kill -SIGKILL pid)殺死進(jìn)程
具體的信號默認(rèn)動作可以使用man 7 signal來查看系統(tǒng)的具體定義。
信號處理函數(shù)的注冊
信號處理函數(shù)的注冊不只一種方法，分為入門版和高級版
（1）入門版：函數(shù)signal
（2）高級版：sigqueue
信號發(fā)送函數(shù)也不止一個(gè)，同樣分為入門版和高級版
(1)入門版：kill
(2)高級版：sigqueue
signal

#include <signal.h> typedef void (*sighandler_t)(int);//這個(gè)是函數(shù)指針，沒有返回?cái)?shù)，參數(shù)是int型，sighandler_t是函數(shù)名 sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);//返回值是sighandler_t，第一個(gè)參數(shù)signum是要捕捉哪些信號，第二個(gè)參數(shù)handler是一種類型，指向函數(shù)指針void (*sighandler_t)(int)

代碼演示

#include <signal.h> #include<stdio.h> // typedef void (*sighandler_t)(int);// sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);void handler(int signum)//信號處理函數(shù)，捕捉信號 {printf("get signal=%d\n",signum);switch(signum){case 2:printf("SIGINT\n");break;case 9:printf("SIGKILL\n");case 10:printf("SIGUSER1\n");}printf("never quite\n"); } int main() {signal(SIGINT,handler);//如果將handler改為SIG_ICN即可忽略函數(shù)signal(SIGKILL,handler);signal(SIGUSR1,handler);while(1); }

kill發(fā)送消息——低級版

#include <sys/types.h>#include <signal.h>int kill(pid_t pid, int sig);

代碼實(shí)戰(zhàn)

#include <signal.h> #include<stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h>int main(int argc,char**argv) {int signum;int pid;char cmd[128]={0};signum=atoi(argv[1]);pid=atoi(argv[2]);//atoi將阿斯科碼轉(zhuǎn)化為整數(shù)printf("num=%d,pid=%d\n",signum,pid); // kill(pid,signum);//用來發(fā)信號sprintf(cmd,"kill -%d %d",signum,pid);//cmd是目標(biāo)字符串，第二個(gè)參數(shù)是想要的目標(biāo)字符串的長相system(cmd);//用system調(diào)用腳本發(fā)信號printf("send signal ok\n");return 0; }

sigaction原型（安裝信號處理程序）

#include <signal.h> int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact); //第一個(gè)參數(shù)是信號，第二個(gè)是sigaction結(jié)構(gòu)體用來綁定某些參數(shù)，第三個(gè)參數(shù)也是sigaction結(jié)構(gòu)體，用來備份原有的信號操作，如不需要則設(shè)為NULL struct sigaction {void (*sa_handler)(int); //信號處理程序，不接受額外數(shù)據(jù)，SIG_IGN 為忽略，SIG_DFL 為默認(rèn)動作void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //信號處理程序，能夠接受額外數(shù)據(jù)和sigqueue配合使用，第一個(gè)參數(shù)是信號處理函數(shù)，第三個(gè)是指針空無數(shù)據(jù)，非空有數(shù)據(jù)sigset_t sa_mask;//阻塞關(guān)鍵字的信號集，可以再調(diào)用捕捉函數(shù)之前，把信號添加到信號阻塞字，信號捕捉函數(shù)返回之前恢復(fù)為原先的值。int sa_flags;//影響信號的行為SA_SIGINFO表示能夠接受數(shù)據(jù)}; //回調(diào)函數(shù)句柄sa_handler、sa_sigaction只能任選其一

關(guān)于void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void );處理函數(shù)來說還需要有一些說明。void 是接收到信號所攜帶的額外數(shù)據(jù)；而struct siginfo這個(gè)結(jié)構(gòu)體主要適用于記錄接收信號的一些相關(guān)信息。

siginfo_t {int si_signo; /* Signal number */int si_errno; /* An errno value */int si_code; /* Signal code */int si_trapno; /* Trap number that causedhardware-generated signal(unused on most architectures) */pid_t si_pid; /* Sending process ID */uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */int si_status; /* Exit value or signal */clock_t si_utime; /* User time consumed */clock_t si_stime; /* System time consumed */sigval_t si_value; /* Signal value 是結(jié)構(gòu)體*/int si_int; /* POSIX.1b signal */void *si_ptr; /* POSIX.1b signal */int si_overrun; /* Timer overrun count; POSIX.1b timers */int si_timerid; /* Timer ID; POSIX.1b timers */void *si_addr; /* Memory location which caused fault */int si_band; /* Band event */int si_fd; /* File descriptor */ }

其中的成員很多，si_signo 和 si_code 是必須實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)成員。可以通過這個(gè)結(jié)構(gòu)體獲取到信號的相關(guān)信息。
信號發(fā)送函數(shù)——高級版

#include <signal.h> int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);//第一個(gè)是發(fā)給誰，第二個(gè)是發(fā)的什么信號，第三個(gè)是消息 union sigval {int sival_int;void *sival_ptr;};

接收端代碼實(shí)戰(zhàn)

#include <signal.h> #include<stdio.h>// int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact); void handler(int signum, siginfo_t * info,void * context) {printf("get signum:%d\n",signum);if(context!=NULL){printf("get data=%d\n",info->si_int);printf("get data=%d\n",info->si_value.sival_int);printf("from: %d\n",info->si_pid);}} int main() {struct sigaction act;printf("ps=%d\n",getpid());act.sa_sigaction=handler;//收到信號后調(diào)用handle處理信號act.sa_flags=SA_SIGINFO;//SA_SIGINFO表示能接收數(shù)據(jù)sigaction(SIGUSR1,&act,NULL);while(1);return 0; }

發(fā)送端代碼實(shí)戰(zhàn)

#include<stdio.h> #include <signal.h> //int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value); int main(int argc,char**argv) {int signum;int pid;signum=atoi(argv[1]);pid=atoi(argv[2]);union sigval value;value.sival_int=100sigqueue(pid,signum,value);printf("pid =%d\n",getpid());printf("over\n"); return 0; }

臨界資源：
多道程序系統(tǒng)中存在許多進(jìn)程，它們共享各種資源，然而有很多資源一次只能供一個(gè)進(jìn)程使用。一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源。許多物理設(shè)備都屬于臨界資源，如輸入機(jī)、打印機(jī)、磁帶機(jī)等。
信號量
信號量（semaphore）與已經(jīng)介紹過的 IPC 結(jié)構(gòu)不同，它是一個(gè)計(jì)數(shù)器。信號量用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的互斥與同步，而不是用于存儲進(jìn)程間通信數(shù)據(jù)。
特點(diǎn)

1、 信號量用于進(jìn)程間同步，若要在進(jìn)程間傳遞數(shù)據(jù)需要結(jié)合共享內(nèi)存。

2、信號量基于操作系統(tǒng)的 PV 操作，程序?qū)π盘柫康牟僮鞫际窃硬僮鳌?/p>

3、 每次對信號量的 PV 操作不僅限于對信號量值加 1 或減 1，而且可以加減任意正整數(shù)。

4、 支持信號量組。
原型:
??????最簡單的信號量是只能取 0 和 1 的變量，這也是信號量最常見的一種形式，叫做二值信號量（Binary Semaphore）。而可以取多個(gè)正整數(shù)的信號量被稱為通用信號量。
??????Linux 下的信號量函數(shù)都是在通用的信號量數(shù)組上進(jìn)行操作，而不是在一個(gè)單一的二值信號量上進(jìn)行操作。

#include <sys/sem.h> // 創(chuàng)建或獲取一個(gè)信號量組：若成功返回信號量集ID，失敗返回-1int semget(key_t key, int num_sems,int sem_flags); // 對信號量組進(jìn)行操作，改變信號量的值：成功返回0，失敗返回-1 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops); // 控制信號量的相關(guān)信息int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...);

當(dāng)semget創(chuàng)建新的信號量集合時(shí)，必須指定集合中信號量的個(gè)數(shù)（即num_sems），通常為1； 如果是引用一個(gè)現(xiàn)有的集合，則將num_sems指定為 0 。

代碼實(shí)戰(zhàn)

#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/sem.h> #include<stdio.h> // int semget(key_t key, int nsems, int semflg); //int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...); //int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);//取鑰匙的函數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是信號量ID，第二個(gè)是配置信號量的個(gè)數(shù)，第三個(gè)是第二項(xiàng)的個(gè)數(shù) union semun {int val; /* Value for SETVAL */struct semid_ds *buf; /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */unsigned short *array; /* Array for GETALL, SETALL */struct seminfo *__buf; /* Buffer for IPC_INFO(Linux-specific) */}; void vPutBackKey(int id) {struct sembuf set;set.sem_num=0;set.sem_op=+1;set.sem_flg=SEM_UNDO;semop(id,&set,1);printf("put back key\n"); } void pGetKey(int id) {struct sembuf set;set.sem_num=0;//信號量的編號set.sem_op=-1;//拿鑰匙后原來的鑰匙減一set.sem_flg=SEM_UNDO;//SEM_UNDO表示等待，IPC_NOWAIT表示不等待semop(id,&set,1);printf("get key\n"); } int main (int argc,char**argv) {int semid;key_t key=ftok(".",2);semid=semget(key,1,IPC_CREAT|0666);//第二個(gè)參數(shù)代表信號量集所含信號量個(gè)數(shù)，flag表示如果沒有信號怎么做。IPC_CREAT表示若信號量不存在則創(chuàng)建它，0666表示信號量的權(quán)限union semun initsem;initsem.val=0;//剛開始里面是沒有鑰匙的狀態(tài)semctl(sempid，0，SETVAL，initsem);//將信號量初始化，第一個(gè)參數(shù)是信號量集的ID，第二個(gè)參數(shù)是代表要操作第幾個(gè)信號量 ，0代表第0個(gè)。第三個(gè)參數(shù)是要對信號量如何操作，SETVAL表示設(shè)置信號量的值設(shè)置為initsem，initsem.val=0表示有一把鑰匙。pid_t pid=fork();if(pid>0){pGetKey(semid);printf("this is father\n");vPutBackKey(semid);semctl(semid,0,IPC_RMID);//銷毀信號量}else if(pid==0){//pGetKey(semid);printf("this is child\n");vPutBackKey(semid);}else{printf("fork error\n");}return 0； }

本文參考以下兩篇博文編寫：
信號量
信號

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux 信号和信号量编程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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