信号的使用

1.信号的基本概念

信号是系统响应某个条件而产生的事件，进程接收到信号会执行相应的操作。与信号有关的系统调用在“signal.h”头文件中有声明。

1.1图示信号发送和处理

1.2常见的信号

1.3信号的值在系统源码中的定义

#define SIGHUP 1

#define SIGINT 2 //键盘按下 Ctrl+c 时，会产生该信号

#define SIGQUIT 3

#define SIGILL 4

#define SIGTRAP 5

#define SIGABRT 6

#define SIGIOT 6

#define SIGBUS 7

#define SIGFPE 8

#define SIGKILL 9 //该信号的响应方式不允许改变

#define SIGUSR1 10

#define SIGSEGV 11

#define SIGUSR2 12

#define SIGPIPE 13 //读端关闭的描述符，写端写入时产生，该信号会终止程序

#define SIGALRM 14

#define SIGTERM 15 //系统 kill 命令默认发送的信号

#define SIGSTKFLT 16

#define SIGCHLD 17 //子进程结束后，会默认给父进程发送该信号

#define SIGCONT 18

#define SIGSTOP 19

#define SIGTSTP 20

#define SIGTTIN 21

#define SIGTTOU 22

#define SIGURG 23

2.修改信号的响应方式signal（）

2.1signal（）

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

signum 代表信号的值
handler代表信号的响应方式

2.2信号的三种响应方式

默认：SIG_DFL
忽略：SIG_IGN
自定义：自己写的信号处理函数

2.3在键盘上按下 Ctrl+c 时，会给当前终端前台执行的进程发送 SIGINT 信号，用 signal（）修改 SIGINT 信号的响应方式

写一个代码，在终端屏幕上一直打印”hello Linux”,当在键盘上按下Ctrl + c时观察（Ctrl + c对应的信号是SIGINT，信号代号为2）
代码如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    while(1)
    {   
        printf("hello Linux\n");
        sleep(1);
    }   

    exit(0);
}

运行并在键盘上按Ctrl + c

程序终止
2.用signal（）改变信号的响应方式，调用自己写的信号处理函数
代码如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>


void sig_fun(int sig)
{
    printf("sig = %d\n",sig);
}
int main()
{
    signal(SIGINT,sig_fun);
    while(1)
    {   
        printf("hello Linux\n");
        sleep(1);
    }   

    exit(0);
}

运行并在键盘上按Ctrl + c

当按下Ctrl+c时，会给我们的进程发送一个SIGINT信号，signal（SIGINT,sin_fun）收到这个信号后，把信号的值传给sin_fun()函数并调用该函数
（我们发现Ctrl+c不能结束进程，此时可以用Ctrl+\退出进程）
3.上述代码，我们按下Ctrl+c打印了信号的代号，那么要是当第一次按下Ctrl+c会结束进程，该如何改进呢？
代码如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>


void sig_fun(int sig)
{
    printf("sig = %d\n",sig);
    signal(sig,SIG_DFL);
}
int main()
{
    signal(SIGINT,sig_fun);
    while(1)
    {   
        printf("hello Linux\n");
        sleep(1);
    }   

    exit(0);
}

运行并在键盘上连续两次按Ctrl + c

当第一次按下Ctrl+c时，打印SININT的代号，第二次按下Ctrl+c时，进程结束，这是因为在我们的sig_fun（）函数中置了signal（）函数

3. 发送信号kill（）

3.1 kill()

kill() 可以向指定的进程发送指定的信号
int kill(pid_t pid,int sig);

pid > 0 指定将信号发送个那个进程
pid == 0 信号被发送到和当前进程在同一个进程组的进程
pid == -1 将信号发送给系统上有权限发送的所有的进程
pid < -1 将信号发送给进程组 id 等于 pid 绝对值，并且有权限发送的所有的进程
sig 指定发送信号的类型

3.2使用 kill()系统调用实现类似于系统 kill 命令(只传pid）

前面我们完成了main程序，第一次按下Ctrl+c的时候会打印信号的代号，第二次按下Ctrl+c的时候会结束进程，我们通过编写mykill.c来给main进程发送SIGINT信号（相当于键盘输入Ctrl+c），因为通过kill（）函数发送信号的时候参数需要进程号，所以打印hello Linux的同时也打印一下进程号，即把main.c中代码printf(“hello Linux\n”);改为printf(“hello Linux pid = %d\n”，getpid());。
mykill.c代码如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

int main(int argc,char* argv)
{
    //只传入进程号，因为第一个参数是./mytest 所以一共有两个参数
    if(argc != 2)
    {   
       printf("mykill argc error\n");
       exit(0);
    }   

    int pid = 0;
    sscanf("argv[1]","%d",&pid);

    if(kill(pid,SIGINT) == -1) 
    {   
      printf("kill error\n");
      exit(0);
    }   
    exit(0);
}

一个终端运行main程序，一个终端运行，mykill程序，执行mykill程序的时候输入main程序的进程号，即通过kill（）给main程序发送SIGINT信号。
执行两个程序如下：

通过执行结果我们发现，执行两次mykill和在键盘按下两次Ctrl+c效果一样，第一次打印信号的代号，第二次结束进程。

3.3使用 kill()系统调用实现类似于系统 kill 命令(传pid和信号）

因为要传入进程号和信号，所以main程序的参数个数变为3
代码如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

int main(int argc,char* argv[])
{

    if(argc != 3)
    {   
       printf("mykill argc error\n");
       exit(0);
    }   

    int pid = 0;
    int sig = 0;

    sscanf(argv[1],"%d",&pid);
    sscanf(argv[2],"%d",&sig);

    if(kill(pid,sig) == -1) 
    {   
      printf("kill error\n");
      exit(0);
    }   
    exit(0);
}

执行两个程序如下：

4.处理僵尸进程

编写test.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>


int main()
{
    int n = 0;
    char* s = NULL;

    pid_t pid = fork();
    assert( pid != -1 );

    if( pid == 0 )
    {
        n = 3;
        s = "child";
    }
    else
    {
        n = 7;
        s = "parent";
    }

    for(int i = 0;i < n;i++)
    {
        printf("s = %s\n",s);
        sleep(1);
    }

    exit(0);
}

在test.c中因为子进程先于父进程结束，父进程没有得到子进程的退出码，所以会产生僵尸进程，僵尸进程在僵尸进程博客中有详细介绍。子进程结束的时候，会给父进程发送一个信号：SIGCHLD

让父进程接受这个信号，并且打印SIGCHLD的代号，修改test.c如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>

void sig_fun(int sig)
{
   printf("sig = %d\n",sig);

}
int main()
{
    signal(SIGCHLD,sig_fun);
    int n = 0;
    char* s = NULL;

    pid_t pid = fork();
    assert( pid != -1 );
    
    if( pid == 0 )
    {
        n = 3;
        s = "child";
    }
    else
    {
        n = 7;
        s = "parent";
    }

    for(int i = 0;i < n;i++)
    {
        printf("s = %s\n",s);
        sleep(1);
    }
    
    exit(0);
}

编译test.c生成可执行文件test并运行test

分析运行结果，当子进程结束的时候，是给父进程发送了一个SIGCHLD，父进程做出响应和处理。
放到后台执行，发现产生僵尸进程

因此，我们让父进程接受到SIGCHLD信号后，调用一下wait（），因为不关心子进程的退出码，只是避免产生僵尸进程，所以将wait（）参数置为NULL；修改test.c中的sig_fun函数如下：

   void sig_fun(int sig)
  {
   printf("sig = %d\n",sig);
   wait(NULL);
  }

重新编译运行：

通过运行结果我们发现：避免了子进程变成了僵尸进程，并且父进程并没有产生阻塞！父子进程可以并发执行
当父进程把子进程结束时发送的SIGCHLD信号忽略时，也可以避免产生僵尸进程，即， signal(SIGCHLD,SIG_IGN);因为父进程不关注子进程，子进程结束后，进程消失，释放pcb。注：SIGDFL默认的话就是无作为。