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信號

signal函數(shù)

sigaction函數(shù)

用信號來處理僵尸進程

????????在之前我們學(xué)習(xí)了如何處理“僵尸進程”，不過可能也會有疑問：調(diào)用wait和waitpid函數(shù)時我們關(guān)注的始終是在子進程上，那么在父進程上如何實現(xiàn)對子進程的管控呢？為此，我們引入一個概念——信號處理。

信號

????????信號這個概念大家應(yīng)該不陌生，諸如汽車的鳴笛、鬧鐘的響鈴等，這些都是信號，用以告訴人們某件事情的發(fā)生。而在計算機中，同樣有這個概念。在編程上常用信號來對接收到的某些數(shù)據(jù)或者指令做出與之對應(yīng)的響應(yīng)處理。

signal函數(shù)

????????讓我們先來看看<signal.h>庫中的signal函數(shù)，其結(jié)構(gòu)如下：

#include <signal.h>

void (*signal (int signo , void (*func)(int))) (int);


// 為了在產(chǎn)生信號時調(diào)用，返回之前注冊的函數(shù)指針。

// 函數(shù)名：signal
// 參數(shù) int signo, void (* func)(int)
// 返回類型：參數(shù)為int型，返回void型函數(shù)指針。

????????signo參數(shù)用來標(biāo)記觸發(fā)的條件，func則為將要調(diào)用的函數(shù)的指針。

????????與參數(shù)所相關(guān)的宏有：

• SIGALRM: 按照已通過調(diào)用alarm函數(shù)注冊的時間為信號點。
• SIGINT: 輸入CTRL+C暫停時為信號點
• SIGCHILD: 子進程終止時為信號點。

補充：

????????alarm函數(shù)的用法及意義如下：

#include <unistd.h>

unsigned int alarm (unsigned int seconds);

// 返回 以秒為單位 的，距 SIGALRM 信號發(fā)生時所剩余的時間

????????其中 seconds 參數(shù)用以傳入欲設(shè)定的alarm的周期（以s為單位）。若傳遞0至變量中，則意味著將會取消對SIGALRM信號的預(yù)約。同時，若未指定該產(chǎn)生信號所對應(yīng)的處理函數(shù)時，則該進程將被終止。

????????接下來，讓我們來驗證下?SIGALRM 和 SIGINT 兩種觸發(fā)條件下的signal函數(shù)吧。

singal.cpp

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

void alarmEvent(int sig) //包括下面的keyEvent，這類函數(shù)被稱為信號處理器（Handler）
{
    if (sig == SIGALRM)
    {
        printf("Time out!\n");
    }

    alarm(2);
}

void keyEvent(int sig)
{
    if (sig == SIGINT)
    {
        printf("\nCTRL+C pressed\n");
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    //注冊：設(shè)置SIGGALRM為觸發(fā)條件，調(diào)用alarmEvent函數(shù)
    signal(SIGALRM, alarmEvent); 
    //注冊：設(shè)置SIGINT為觸發(fā)條件，調(diào)用keyEvent函數(shù)
    signal(SIGINT, keyEvent);

    //設(shè)置時鐘周期為2s
    alarm(2); 

    for (size_t i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("Wait for an event to occur...\n");
        sleep(50);  //實際操作上無法休眠50s
    }

    return 0;
}

????????運行結(jié)果：

????????想法得到驗證。

????????Q：為什么程序在實際運行上，沒有感受到在等待事件發(fā)生后的50s延遲呢？

????????A：信號在響應(yīng)時，盡管存在有阻塞態(tài)的進程，但操作系統(tǒng)為了調(diào)用信號處理器，會強制喚醒進行阻塞態(tài)（sleep中的）進程，并且該進程一旦被喚醒，將不會在進入睡眠狀態(tài)，因此在操作上，我們并不會感受到會有長達50s的延遲。

sigaction函數(shù)

????????sigaction是對signal函數(shù)的升級，能夠更好地支持不同的操作系統(tǒng)（signal函數(shù)在不同的操作系統(tǒng)中用法和效果可能會不同）。

? ? ? ? 讓我們來看下這個函數(shù)長什么樣：

#include <signal.h>

int sigaction(int signo , const struct sigaction * act , struct sigaction *
oldact) ;

// 成功時退回0，失敗時退回-1。

/* 參數(shù)含義 */

// signo：與signal函數(shù)相同，傳遞信號信息
// act：對應(yīng)第一個參數(shù)的信號處理函數(shù)
// oldact：通過此參數(shù)獲取之前注冊的信號處理函數(shù)指針，不需要時則傳遞0。

????????對于sigaction，它的結(jié)構(gòu)體定義如下：

 //結(jié)構(gòu)體做了簡化，實際上其中一些變量用宏和typedef做了進一步封裝

 struct sigaction
    {
        void (*sa_handler)(int);
        sigset_t sa_mask;
        int sa_flags;
        void (*sa_restorer)(void);
    };

????????參數(shù)意義參考以下：?

• sa_handler：用以保存信號處理函數(shù)的指針值
• sa_mask：需要濾除的附加信號集，省略
• sa_flags：特殊標(biāo)記符，省略
• sa_restorer：欲重置的（信號）處理器，省略

????????OK，讓我們編寫一個實例來驗證這個函數(shù)的功能

sigaction.cpp

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

void alarmEvent(int sig)
{
    if (sig == SIGALRM)
    {
        printf("Time out!\n");
    }
    alarm(2);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    //聲明sigaction結(jié)構(gòu)體變量act
    struct sigaction act;
    //將信號處理函數(shù)存入結(jié)構(gòu)體中
    act.sa_handler = alarmEvent;
    //將sa_mask成員的所有位初始化為0
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    //將sa_flags成員同樣初始化為0
    act.sa_flags = 0;
    //注冊：觸發(fā)條件為SIGALARM，調(diào)用act信號處理器中的信息
    sigaction(SIGALRM, &act, 0);

    alarm(2);

    for (size_t i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("Wait for an event to occur...\n");
        sleep(50);
    }

    return 0;
}

????????運行結(jié)果：

? ? ? ? 結(jié)果驗證了之前的想法。

用信號來處理僵尸進程

????????當(dāng)我們掌握signal、sigaction兩個函數(shù)后，便可更好地去管控父、子進程了。在之前我們采用的是wait、waitpid函數(shù)來銷毀僵尸進程。接下來，請大家嘗試一下用信號來消滅“僵尸進程”吧！

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