信号通信

信号通信

信号是UNIX 中所使用的进程通信的一种最古老的方法。它是在软件层次上对中断机制

的一种模拟，是一种异步通信方式。信号可以直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互，

内核进程也可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。它可以在任何时候发给某

一进程，而无需知道该进程的状态。如果该进程当前并未处于执行态，则该信号就由内核保

存起来，直到该进程恢复执行再传递给它为止；如果一个信号被进程设置为阻塞，则该信号

的传递被延迟，直到其阻塞被取消时才被传递给进程。

细心的读者是否还记得，在第2 章kill 命令中曾讲解到“−l”选项，这个选项可以列

出该系统所支持的所有信号列表。在笔者的系统中，信号值在32 之前的则有不同的名称，

而信号值在32 以后的都是用“SIGRTMIN”或“SIGRTMAX”开头的，这就是两类典型

的信号。前者是从UNIX 系统中继承下来的信号，为不可靠信号（也称为非实时信号）；

后者是为了解决前面“不可靠信号”的问题而进行了更改和扩充的信号，称为“可靠信

号”（也称为实时信号）。那么为什么之前的信号不可靠呢？这里首先要介绍一下信号的

生命周期。

一个完整的信号生命周期可以分为3 个重要阶段，这3 个阶段由4 个重要事件来刻

画的：信号产生、信号在进程中注册、信号在进程中注销、执行信号处理函数，如图

8.6 所示。相邻两个事件的时间间隔构成信号生命周期的一个阶段。要注意这里的信号

处理有多种方式，一般是由内核完成的，当然也可以由用户进程来完成，故在此没有明

确画出。

一个不可靠信号的处理过程是这样的：如果发现该信号已经在进程中注册，那么就忽略

该信号。因此，若前一个信号还未注销又产生了相同的信号就会产生信号丢失。而当可靠信

号发送给一个进程时，不管该信号是否已经在进程中注册，都会被再注册一次，因此信号就

不会丢失。所有可靠信号都支持排队，而不可靠信号则都不支持排队。

用户进程对信号的响应可以有3 种方式。

· 忽略信号，即对信号不做任何处理，但是有两个信号不能忽略，即SIGKILL 及

SIGSTOP。

· 捕捉信号，定义信号处理函数，当信号发生时，执行相应的处理函数。

· 执行缺省操作，Linux 对每种信号都规定了默认操作。

 

信 号 名 含 义 默 认 操 作

SIGHUP

该信号在用户终端连接（正常或非正常）结束时发出，

通常是在终端的控制进程结束时，通知同一会话内的各

个作业与控制终端不再关联

SIGINT 该信号在用户键入INTR字符（通常是Ctrl-C）时发出，终

端驱动程序发送此信号并送到前台进程中的每一个进程

SIGQUIT 该信号和SIGINT类似，但由QUIT字符（通常是Ctrl-\）

来控制

SIGILL

该信号在一个进程企图执行一条非法指令时（可执行文

件本身出现错误，或者试图执行数据段、堆栈溢出时）

发出

SIGFPE

该信号在发生致命的算术运算错误时发出。这里不仅包

括浮点运算错误，还包括溢出及除数为0 等其他所有的

算术的错误

SIGKILL 该信号用来立即结束程序的运行，并且不能被阻塞、处

理和忽略

SIGALRM 该信号当一个定时器到时的时候发出终止

SIGSTOP 该信号用于暂停一个进程，且不能被阻塞、处理或忽略暂停进程

SIGTSTP 该信号用于交互停止进程，用户可键入SUSP字符时（通

常是Ctrl+Z）发出这个信号

SIGCHLD 子进程改变状态时，父进程会收到这个信号忽略

SIGABORT

 

信号发送与捕捉

发送信号的函数主要有kill()、raise()、alarm()以及pause()，下面就依次对其进行介绍。

1．kill()和raise()

（1）函数说明

kill 函数同读者熟知的kill 系统命令一样，可以发送信号给进程或进程组（实际上，kill

系统命令只是kill函数的一个用户接口）。这里要注意的是，它不仅可以中止进程（实际上发

出SIGKILL信号），也可以向进程发送其他信号。

与 kill函数所不同的是，raise函数允许进程向自身发送信号。

（1）   函数格式

所需头文件#include

#include

 

函数原型int kill(pid_t pid,int sig)

 pid：

正数：要发送信号的进程号

0： 信号被发送到所有和pid进程在同一个进程组的进程

-1：信号发给所有的进程表中的进程（除了进程号最大的进程外）

 

 

sig：信号
函数返回值

成功：0

出错：-1

raise函数的语法要点。

所需头文件#include

#include

 

函数原型int raise(int sig)

函数传入值sig：信号

函数返回  成功：0

出错：-1

 

（3）函数实例

下面这个示例首先使用fork创建了一个子进程，接着为了保证子进程不在父进程调用kill

之前退出，在子进程中使用raise 函数向子进程发送SIGSTOP 信号，使子进程暂停。接下来

再在父进程中调用kill 向子进程发送信号，在该示例中使用的是SIGKILL，读者可以使用其

他信号进行练习。

/*kill.c*/

#include

#include

#include

#include

#include

int main()

{

pid_t pid;

int ret;

/*创建一子进程*/

if((pid=fork())<0){

perror("fork");

exit(1);

}

if(pid == 0){

/*在子进程中使用raise函数发出SIGSTOP信号*/

raise(SIGSTOP);

exit(0);

}

else{

/*在父进程中收集子进程发出的信号，并调用kill函数进行相应的操作*/

printf("pid=%d\n",pid);

if((waitpid(pid,NULL,WNOHANG))==0){

if((ret=kill(pid,SIGKILL))==0)

printf("kill %d\n",pid);

else{

perror("kill");

}

}

}

}

该程序运行结果如下所示：

[root@(none) tmp]# ./kill

pid=15317

kill 15317

2．alarm()和pause()

（1）函数说明

alarm 也称为闹钟函数，它可以在进程中设置一个定时器，当定时器指定的时间到时，

它就向进程发送SIGALARM 信号。要注意的是，一个进程只能有一个闹钟时间，如果在调

用alarm之前已设置过闹钟时间，则任何以前的闹钟时间都被新值所代替。

pause 函数是用于将调用进程挂起直至捕捉到信号为止。这个函数很常用，通常可以用

于判断信号是否已到。

（2）   函数格式

   所需头文件#include

函数原型unsigned int alarm(unsigned int seconds)

函数传入值seconds：指定秒数

函数返回值

成功：如果调用此alarm()前，进程中已经设置了闹钟时间，则返回上一个闹钟

时间的剩余时间，否则返回0

出错：-1

pause函数的语法要点。

所需头文件#include

函数原型int pause(void)

函数返回值-1，并且把error 值设为EINTR

 

（3）函数实例

该实例实际上已完成了一个简单的sleep函数的功能，由于SIGALARM默认的系统动作

为终止该进程，因此在程序调用pause之后，程序就终止了。如下所示：

/*alarm.c*/

#include

#include

#include

int main()

{

int ret;

/*调用alarm定时器函数*/

ret=alarm(5);

pause();

printf("I have been waken up.\n",ret);

}

[root@(none) tmp]#./alarm

闹钟