Linux系统编程—信号捕捉

码农天地 - 2020-10-16 20:42:44

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前面我们学习了信号产生的几种方式，而对于信号的处理有如下几种方式：

默认处理方式；忽略；捕捉。

信号的捕捉，说白了就是抓到一个信号后，执行我们指定的函数，或者执行我们指定的动作。下面详细介绍两个信号捕捉操作参数：signal和sigaction。

signal函数

函数原型：

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

其中，sighandler定义是这样的：typedef void (*sighandler_t)(int);

函数作用：

注册一个信号捕捉函数，也就是说，收到了某个信号，就执行它所注册的回调函数。

函数参数：

signum：信号编号，尽量用宏来写，而别用数字，这样更适合跨平台；

handler：注册的回调函数；

函数缺陷：

由于历史原因，该函数在不同版本的Unix和Linux系统中可能起到的效果不一样，所以跨平台性不佳，尽量避免使用它，取而代之使用通用性更好的sigaction函数。

 #include <stdio.h>
 #include <signal.h>
 
 void func()
 {
     printf("SIGQUIT catched!\n");
 }
 
 int main()
{
    signal(SIGQUIT, func);
    while(1);
}

sigaction函数

函数原型：

int sigaction(int signum, const struct sigaction act, struct sigaction oldact);

函数作用：

与signal函数类似，用来注册一个信号捕捉函数；

返回值：

成功：0；失败：-1，并设置errno；

参数：

signum：信号编号，尽量用宏来写，而别用数字，这样更适合跨平台；

act：传入参数，新的信号捕捉方式；

oldact：传出参数，旧的信号捕捉方式

这里特别要注意参数中struct sigaction结构体，这也是这个函数的难点所在，下面详细说明：

struct sigaction结构体

原型：

struct sigaction {

​ void (*sa_handler)(int);

​ void (sa_sigaction)(int, siginfo_t , void *);

​ sigset_t sa_mask;

​ int sa_flags;

​ void (*sa_restorer)(void);

};

这个结构体成员很多，又很多是回调函数的形式，令人望而生畏。但实际上，需要掌握的只有三个。

首先，sa_restorer和sa_sigaction这两个成员一个已经被弃用了，另一个很少使用，所以我们暂且不管它们，重点掌握剩下的三个。

① sa_handler：指定信号捕捉后的处理函数，即注册回调函数。该成员也可以赋值为SIG_IGN，表示忽略该信号，也可注册为SIG_DFL，表示执行信号的默认动作。

② sa_mask：临时阻塞信号集（或信号屏蔽字）先来看这样一个情景：

某个信号已经注册了回调函数，当内核传递这个信号过来时，会先经过一个阻塞信号集，先阻塞掉部分信号。再去执行对应的回调函数。如下图示：

假如说，这个回调函数回调执行的时间比较长，比如2秒，在这2秒里，又有其它的信号过来，那进程是暂停当前回调函数，去响应新的信号，还是不管新来的信号，先把当前回调函数处理完再说？

正确的做法是，在执行回调函数期间，使用sa_mask临时的去替代进程的阻塞信号集，保证回调函数安心的执行完毕，再解除替代。注意：这个过程仅仅发生在回调函数执行期间，是临时性的设置。

③ sa_flags：通常设置为0，表示使用默认属性。

再来看另外一个场景：

比如进程对SIGQUIT注册了回调函数，当回调函数在执行期间，又来了SIGQUIT函数，这时，进程是响应还是不响应该信号？这就是sa_flags的一个作用，当其设置为0时，表示使用默认属性，也就是先不响应该信号，而是执行完回调函数再处理此信号。

另外，阻塞的常规信号不支持排队，也就是说，执行回调函数期间，再来千百个同个信号时，系统只记录一次。而后面的32个实时信号则支持排队。

 #include <stdio.h>
 #include <signal.h>
 #include <unistd.h>
 
 void func(int signal)
 {
     printf("SIGQUIT catched!\n");
     sleep(2);   //用来模拟回调函数执行很长时间
     printf("func finished!\n");
}

int main()
{
    struct sigaction act;
    act.sa_handler = func;
    sigemptyset(&act.sa_mask);  //先清空临时阻塞信号集
    sigaddset(&act.sa_mask, SIGINT);    // 执行回调函数期间，屏蔽SIGINT
    act.sa_flags = 0;

    sigaction(SIGQUIT, &act, NULL); //注册回调函数

    while(1);

    return 0;
}

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