Linux下的signal信号机制

在Linux中，要发送一个信号相当容易。程序员需要知道两个信息：要发送哪个信号，将这个信号发送给哪个进程。可以用 man 7 signal 找到一个可以利用的信号的列表。用户可以只将信号发送给用户自己的进程，也可以以root身份运行从而将信号发送给任意一进程。

Source：

#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
void when_alarm();
void when_sigint();
void when_sigchld(int);
void when_sigusr1();
void when_sigio();
int main()
{
    int childpid;//子程序进程ID号
    printf("程序已经开始运行，5秒钟后将接收到时钟信号。/n");
    if ((childpid=fork())>0)//父进程
    {
        signal(SIGALRM,when_alarm);  //当接收到SIGALRM信号时，调用when_alarm函数
        signal(SIGINT,when_sigint);  //当接收到SIGINT信号时，调用when_sigint函数
        signal(SIGCHLD,when_sigchld);//当接收到SIGCHLD信号时，调用when_sigchld函数
        signal(SIGUSR1,when_sigusr1);//当接收到SIGUSR1信号时，调用when_sigusr1函数
        signal(SIGIO,when_sigio);//当接收到SIGIO信号时，调用when_sigio函数
        alarm(5);     //5秒钟之后产生SIGALRM信号
        raise(SIGIO); //向自己发送一个SIGIO信号
        pause(); //将父进程暂停下来，等待SIGALRM信号到来
        pause(); //将父进程暂停下来，等待SIGUSR1信号到来
        pause(); //将父进程暂停下来，等待SIGCHLD信号到来
        printf("------此时程序会停下来等待，请按下ctrl+c送出SIGINT信号-------/n");
        pause(); //将父进程暂停下来，等待SIGINT信号到来        
    }
    else if(childpid==0) //子进程
    {
        int timer;
        for(timer=7;timer>=0;timer--) //时钟计时5秒产生SIGALRM信号，再过2秒子进程退出，产生SIGCHLD信号
        {
            if(timer>2)    
                printf("距离SIGALRM信号到来还有%d秒。/n",timer-2);
            if(timer==4)
                kill(getppid(),SIGUSR1); //向父进程发送一个SIGUSR1信号
            if((timer<=2)&&(timer>0))
                printf("子进程还剩%d秒退出，届时会产生SIGCHLD信号。/n",timer);
            if(timer==0) //子进程退出，产生SIGCHLD信号
                raise(SIGKILL); //子进程给自己发一个结束信号
            sleep(1); //每个循环延时1秒钟
        }        
    }
    else
        printf("fork()函数调用出现错误！/n");
    return 0;
}
void when_alarm()
{
    printf("5秒钟时间已到，系统接收到了SIGALRM信号！/n");
}
void when_sigint()
{
    printf("已经接收到了SIGINT信号，程序将退出！/n");
    exit(0);
}
void when_sigchld(int SIGCHLD_num)
{
    printf("收到SIGCHLD信号，表明我的子进程已经中止，SIGCHLD信号的数值是：%d。/n",SIGCHLD_num);
}
void when_sigusr1()
{
    printf("系统接收到了用户自定义信号SIGUSR1。/n");
}
void when_sigio()
{
    printf("系统接收到了SIGIO信号。/n");
}

Result：

[[e-mail] c++]$ ./signal_test

程序已经开始运行，5秒钟后将接收到时钟信号。

距离SIGALRM信号到来还有5秒。

系统接收到了SIGIO信号。

距离SIGALRM信号到来还有4秒。

距离SIGALRM信号到来还有3秒。

距离SIGALRM信号到来还有2秒。

系统接收到了用户自定义信号SIGUSR1。

距离SIGALRM信号到来还有1秒。

5秒钟时间已到，系统接收到了SIGALRM信号！

子进程还剩2秒退出，届时会产生SIGCHLD信号。

子进程还剩1秒退出，届时会产生SIGCHLD信号。

收到SIGCHLD信号，表明我的子进程已经中止，SIGCHLD信号的数值是：17。

------此时程序会停下来等待，请按下ctrl+c送出SIGINT信号-------

已经接收到了SIGINT信号，程序将退出！

信号参考对照表：

Signal	Description
SIGABRT	由调用abort函数产生，进程非正常退出
SIGALRM	用alarm函数设置的timer超时或setitimer函数设置的interval timer超时
SIGBUS	某种特定的硬件异常，通常由内存访问引起
SIGCANCEL	由Solaris Thread Library内部使用，通常不会使用
SIGCHLD	进程Terminate或Stop的时候，SIGCHLD会发送给它的父进程。缺省情况下该Signal会被忽略
SIGCONT	当被stop的进程恢复运行的时候，自动发送
SIGEMT	和实现相关的硬件异常
SIGFPE	数学相关的异常，如被0除，浮点溢出，等等
SIGFREEZE	Solaris专用，Hiberate或者Suspended时候发送
SIGHUP	发送给具有Terminal的Controlling Process，当terminal被disconnect时候发送
SIGILL	非法指令异常
SIGINFO	BSD signal。由Status Key产生，通常是CTRL+T。发送给所有Foreground Group的进程
SIGINT	由Interrupt Key产生，通常是CTRL+C或者DELETE。发送给所有ForeGround Group的进程
SIGIO	异步IO事件
SIGIOT	实现相关的硬件异常，一般对应SIGABRT
SIGKILL	无法处理和忽略。中止某个进程
SIGLWP	由Solaris Thread Libray内部使用
SIGPIPE	在reader中止之后写Pipe的时候发送
SIGPOLL	当某个事件发送给Pollable Device的时候发送
SIGPROF	Setitimer指定的Profiling Interval Timer所产生
SIGPWR	和系统相关。和UPS相关。
SIGQUIT	输入Quit Key的时候（CTRL+/）发送给所有Foreground Group的进程
SIGSEGV	非法内存访问
SIGSTKFLT	Linux专用，数学协处理器的栈异常
SIGSTOP	中止进程。无法处理和忽略。
SIGSYS	非法系统调用
SIGTERM	请求中止进程，kill命令缺省发送
SIGTHAW	Solaris专用，从Suspend恢复时候发送
SIGTRAP	实现相关的硬件异常。一般是调试异常
SIGTSTP	Suspend Key，一般是Ctrl+Z。发送给所有Foreground Group的进程
SIGTTIN	当Background Group的进程尝试读取Terminal的时候发送
SIGTTOU	当Background Group的进程尝试写Terminal的时候发送
SIGURG	当out-of-band data接收的时候可能发送
SIGUSR1	用户自定义signal 1
SIGUSR2	用户自定义signal 2
SIGVTALRM	setitimer函数设置的Virtual Interval Timer超时的时候
SIGWAITING	Solaris Thread Library内部实现专用
SIGWINCH	当Terminal的窗口大小改变的时候，发送给Foreground Group的所有进程
SIGXCPU	当CPU时间限制超时的时候
SIGXFSZ	进程超过文件大小限制
SIGXRES	Solaris专用，进程超过资源限制的时候发送

==========================================================================

signal学习推荐：

信号（signal）介绍（Linux中国）

http://www.linux-cn.com/html/linux/system/20070505/27605.shtml

Linux 信号signal处理函数（CSDN）

http://blog.csdn.net/Sunboy_2050/archive/2010/10/16/5945535.aspx

Linux 信号signal处理机制（CSDN）

http://blog.csdn.net/Sunboy_2050/archive/2010/10/16/5945380.aspx

==========================================================================
程序员可以调用 int raise(int signo) 将一个信号发送给它自己。这个函数只带有一个参数，既要发送信号的编号。如：raise(SIGINT); raise(SIGKILL);
让人感兴趣的是函数 unsigned int alarm(unsigned int seconds) 它可以让用户进程在将来某个指定的时间接收到一个信号。alarm()的唯一参数是将来信号SIGALRM应该在多少秒以后发送给用户进程。当用户调用alarm()时，前面任何一个请求的报警信号(不包括悬挂起来被阻塞的SIGALRM信号)都将被取消，调用的返回值是前面请求的剩余时间。alarm()范例如下：

if(signal(SIGALRM,alarmhandler)==SIG_ERR)
{
printf("Couldn't register signal handler./n");
}
alarm(5); // 5秒钟以后，程序将会收到一个SIGALRM信号
for(i=0;i<10;i++)
{
sleep(3);
}
void alarmhandler(int signum)
{
printf("alarmhandler./n");
}

也可以使用 int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue) 来实现更精确更方便的定时控制。
参数which一般取ITIMER_REAL，它使得用户的计时器根据系统时钟来计算时间。当计数时间到期时，它将发送一个SIGALRM信号。其功能和alarm()一样，所以用户不能将两者同时使用。
结构itimerval的定义如下：
struct itimerval
{
struct timeval it_interval; // 每一次触发报警后应该被复位的值，为0报警被禁止
struct timeval it_value; // 下一次触发报警的时间，为0报警将只触发一次
};
结构timeval的定义如下：
strut timeval
{
long tv_sec; // 秒数
long tv_usec; // 微秒数
};
setitimer()范例如下：

struct itimerval itimer;
itimer.it_interval.tv_usec = 0; // it_interval字段指定了每一次触发后应该被复位的值
itimer.it_interval.tv_sec = 2;

itimer.it_value.tv_usec = 0; // it_value字段指定了直到下一次触发的时间
itimer.it_value.tv_sec = 5;
setitimer(ITIMER_REAL,&itimer,NULL);

for(i=0;i<10;i++)
{
sleep(3);
}

void alarmhandler(int signum)
{
printf("alarmhandler./n");
}