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对于 Linux来说,实际信号是软中断,许多重要的程序都需要处理信号。信号,为 Linux 提供了一种处理异步事件的方法。比如,终端用户输入了 ctrl+c 来中断程序,会通过信号机制停止一个程序。
一、 信号概述
1、信号的名字和编号:
每个信号都有一个名字和编号,这些名字都以“SIG”开头,例如“SIGIO ”、“SIGCHLD”等等。
信号定义在signal.h头文件中,信号名都定义为正整数。
具体的信号名称可以使用kill -l来查看信号的名字以及序号,信号是从1开始编号的,不存在0号信号。kill对于信号0又特殊的应用。
2、信号的处理:
信号的处理有三种方法,分别是:忽略、捕捉和默认动作
- 忽略信号,大多数信号可以使用这个方式来处理,但是有两种信号不能被忽略(分别是 SIGKILL和SIGSTOP)。因为他们向内核和超级用户提供了进程终止和停止的可靠方法,如果忽略了,那么这个进程就变成了没人能管理的的进程,显然是内核设计者不希望看到的场景。
- 捕捉信号,需要告诉内核,用户希望如何处理某一种信号,说白了就是写一个信号处理函数,然后将这个函数告诉内核。当该信号产生时,由内核来调用用户自定义的函数,以此来实现某种信号的处理。
- 系统默认动作,对于每个信号来说,系统都对应由默认的处理动作,当发生了该信号,系统会自动执行。不过,对系统来说,大部分的处理方式都比较粗暴,就是直接杀死该进程。
具体的信号默认动作可以使用man 7 signal来查看系统的具体定义。
其实对于常用的 kill 命令就是一个发送信号的工具,kill 9 PID来杀死进程。比如,我在后台运行了一个 top 工具,通过 ps 命令可以查看他的 PID,通过 kill 9 来发送了一个终止进程的信号来结束了 top 进程。如果查看信号编号和名称,可以发现9对应的是 9) SIGKILL,正是杀死该进程的信号。而以下的执行过程实际也就是执行了9号信号的默认动作——杀死进程
信号处理函数的注册
信号处理函数的注册不只一种方法,分为入门版和高级版
入门版:函数signal
高级版:函数sigaction
信号处理发送函数
信号发送函数也不止一个,同样分为入门版和高级版
1.入门版:kill
2.高级版:sigqueue
二、信号编程–入门版
1.注册和处理函数
#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
根据函数原型可以看出由两部分组成,一个是真实处理信号的函数,另一个是注册函数了。
对于sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);函数来说,signum 显然是信号的编号,handler 是中断函数的指针。
同样,typedef void (*sighandler_t)(int);中断函数的原型中,有一个参数是 int 类型,显然也是信号产生的类型,方便使用一个函数来处理多个信号。
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void handler(int signum)
printf("signum:%d\\n",signum);
switch(signum)
case 2:
printf("SIGINT!\\n");
break;
case 9:
printf("SIGKILL!\\n");
break;
case 10:
printf("SIGUSR1!\\n");
break;
int main()
signal(SIGINT,handler);
signal(SIGUSR1,handler);
signal(SIGKILL,handler);
while(1);
return 0;
通过signal函数注册了一个信号处理函数,分别注册了三个信号,通过while循环维持这一进程。在信号处理函数捕捉这些信号,更改这些信号的默认处理方式。
比如我们直接在终端上输入Crt + C 即发送了SIGINT信号,按照SIGINT默认处理方式是结束这一进程,但它的默认处理已经被我们更改了,则进程不会退出。但值得注意的是,SIGKILL并不会被我们更改。
2.信号发送函数
函数原型
int kill(pid_t pid, int sig);
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc,char **argv)
int signum;
int pid;
if(argc != 3)
printf("param error!\\n");
signum = atoi(argv[1]);
pid = atoi(argv[2]);
printf("signum=%d,pid=%d\\n",signum,pid);
if( kill(pid,signum)!= -1 )
printf("send signal ok!\\n");
return 0;
在终端上运行一个程序,使用ps命令获取运行程序的进程号,以发送SIGKILL命令为例,运行上述代码
发送SIGKILL命令成功!程序显示已杀死
三、信号编程–高级版(携带消息)
在上面的信号编程入门版中,实现了信号的发送。高级版则在信号发送过程中携带了消息。
sigaction 的函数原型
#include <signal.h>
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
struct sigaction
void (*sa_handler)(int); //信号处理程序,不接受额外数据,SIG_IGN 为忽略,SIG_DFL 为默认动作
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //信号处理程序,能够接受额外数据和sigqueue配合使用
sigset_t sa_mask;//阻塞关键字的信号集,可以再调用捕捉函数之前,把信号添加到信号阻塞字,信号捕捉函数返回之前恢复为原先的值。
int sa_flags;//影响信号的行为SA_SIGINFO表示能够接受数据
;
//回调函数句柄sa_handler、sa_sigaction只能任选其一
在函数原型中,第一个参数signum应该就是注册的信号的编号;第二个参数act如果不为空说明需要对该信号有新的配置;第三个参数oldact如果不为空,那么可以对之前的信号配置进行备份,以方便之后进行恢复。
- struct sigaction结构体中的 sa_handler不携带数据,作用与入门版类似。
- struct sigaction结构体中的 sa_mask 默认情况下在捕捉函数调用前为阻塞。
- struct sigaction结构体中的 sa_flags 常设置为SA_SIGINFO,表式能够获取数据,说明了信号处理程序带有附加信息,也就是会调用 sa_sigaction 这个函数指针所指向的信号处理函数。否则,系统会默认使用 sa_handler 所指向的信号处理函数。
注意:sa_sigaction 和 sa_handler 使用的是同一块内存空间,相当于 union,所以只能设置其中的一个,不能两个都同时设置。
struct siginfo结构体说明
void (*sa_sigaction)(int signum,siginfo_t *info,void *ucontext);
void* 是接收到信号所携带的额外数据;而struct siginfo这个结构体主要适用于记录接收信号的一些相关信息。
siginfo_t
int si_signo; /* Signal number */
int si_errno; /* An errno value */
int si_code; /* Signal code */
int si_trapno; /* Trap number that caused
hardware-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 */
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 */
其中的成员很多,si_signo 和 si_code 是必须实现的两个成员。可以通过这个结构体获取到信号的相关信息。
关于发送过来的数据是存在两个地方的,sigval_t si_value这个成员中有保存了发送过来的信息;同时,在si_int或者si_ptr成员中也保存了对应的数据。
例子
接收端
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
void handler(int signum,siginfo_t *info,void *ucontext)
printf("get signum=%d\\n",signum);
// 判断是否有数据
if(ucontext != NULL)
// 保存发送过来的信息
printf("get data = %d\\n",info->si_int);
printf("from %d\\n",info->si_pid);
// 接收数据
printf("get data = %d\\n",info->si_value.sival_int);
int main()
struct sigaction act;
printf("pid = %d\\n",getpid());
act.sa_sigaction = handler;
act.sa_flags = SA_SIGINFO;
sigaction(SIGUSR1,&act,NULL);
while(1);
return 0;
发送端:
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc,char **argv)
if(argc != 3)
printf("param error!\\n");
int signum = atoi(argv[1]);
int pid = atoi(argv[2]);
// 联合体
union sigval value;
// 发送数据,也可以发送字符串
value.sival_int = 100;
// 发送信号
sigqueue(pid,signum,value);
printf("pid = %d\\n",getpid());
return 0;
使用这个函数之前,必须要有几个操作需要完成
- 使用 sigaction 函数安装信号处理程序时,制定了 SA_SIGINFO 的标志。
- sigaction 结构体中的 sa_sigaction 成员提供了信号捕捉函数。如果实现的时 sa_handler 成员,那么将无法获取额外携带的数据。
sigqueue 函数只能把信号发送给单个进程,可以使用 value 参数向信号处理程序传递整数值或者指针值。
sigqueue 函数不但可以发送额外的数据,还可以让信号进行排队(操作系统必须实现了 POSIX.1的实时扩展),对于设置了阻塞的信号,使用 sigqueue 发送多个同一信号,在解除阻塞时,接受者会接收到发送的信号队列中的信号,而不是直接收到一次。
但是,信号不能无限的排队,信号排队的最大值受到SIGQUEUE_MAX的限制,达到最大限制后,sigqueue 会失败,errno 会被设置为 EAGAIN。
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