二十一、信号处理
基本概念
1.中断
当程序接收到消息后中断当前正在执行的程序，转而执行其它任务，
等其它任务执行完成后在返回
分为硬件中断和软件中断
2.信号
是一种软件中断，由操作系统发出，程序接收后会执行相应的操作
3.常见的信号
命令： kill -l 查看所有信号
SIGINT(2) Ctrl+c 终止
SIGQUIT(3) Ctrl+\ 终止\core
SIGFPF(8) 除零 终止\core
SIGKILL(9) 终止信号 终止 不能捕获、忽略
SIGSEGV(11) 非法访问内存 终止\core
4.不可靠信号和可靠信号
不可靠信号：建立在早期（1~31）的信息处理机制上的信息
不支持排队（可能会丢失信号），如果同一个信号连续产生多次，进程可能值响应一次
可靠信号：建立在新（34~64）的信息处理机制上的信息
支持排队 信号会一一响应
5.信号的来源
硬件异常：除零、非法访问内存、未定义的指令、总线错误
软件异常：通过一些命令、函数产生的信号
6.信号的处理方式
1.忽略
2.终止进程
3.终止进程并产生core文件（记录内存映像）
4.停止
5.继续
6.捕获并处理 （在信号发生前，先向内核注册一个函数，当信号来临时系统自动执行函数）
二十二、信号捕获
#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
功能：向内核注册一个信号处理函数
signum：信息编号
handler：函数指针
也可使用以下参数：
SIG_IGN 忽略
SIG_DFL 按默认方式处理
返回值：之前的信号处理方式
注意：
1. 9和19 信号不能被捕获和被忽略处理
2.当信号处理完后，可能会返回产生信号的代码会继续运行，如果我们捕获段错误、
算术异常等信号可能会产生死循环，正确的处理段错误、算术异常循环应该是备份数据并直接结束程序
3.有些系统通过signal注册的信号处理函数只能执行一次，如果想要持续有效，
可以信号处理函数中再重新注册一次
4.子进程会继承父进程的信号处理方式，但是通过exec系列函数创建的子进程，会恢复默认的信号处理方式
信号的发送发送
1.键盘
Ctrl + c
Ctrl + \
Ctrl + z 暂停 fg 继续
2.错误 除零、非法访问内存、总线错误
3.命令
kill -信号编号 进程号 向指定的进程发送信号
killall -信号编号 进程名 可以给同名进程发送同一个信号
4.函数
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int sig);
功能：向指定进程发送指定信号
pid：进程号
sig：信号编号
#include <signal.h>
int raise(int sig);
功能：向自己发送信号
#include <stdlib.h>
void abort(void);
功能：向进程自己发送SIGABRT信号
#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
功能：让内核在seconds秒后向进程发送SIGALRM信号
返回值：上一次alarm设置的剩余的秒数
二十三、进程休眠信号
int pause(void);
功能：让调用者进入休眠状态，直到进程遇到信号才会唤醒
返回值：要么吧返回在休眠，要么唤醒后返回-1
相当于没有时间限制的sheep
#include <unistd.h>
unsigned int sleep(unsigned int seconds);
功能：让调用者进入休眠直到的秒数，当遇到信号时，会提前唤醒返回
返回值：剩余的休眠时间
二十四、信号集合信号堵塞
信号集：是一种数据类型，定义的变量可以存储多个信号
sigset_t 128位的二进制数（每一位斗代表了一种信号）
相关函数：
int num = 0;
#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);
功能：清空信号集
int sigfillset(sigset_t *set);
功能：填满信号集
int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
功能：向信号集set中添加signum
int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
功能：向信号集set中删除signum
int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
功能：测试信号集中是否存在signum
返回值：
0 不存在
1 存在
-1 signum信号非法
信号阻塞：
当程序执行到一些特殊操作时，不适合处理信号，此时可以让内核先屏蔽信号，
等操作执行完成后再解除屏蔽重新发送信号；
当信号产生时，内核会在其维护的信号表中为对应的进程设置与该信号对应的标记，这个过程叫做递送；
从信号产生到完成递送有个时间间隔，处于这个间隔的信号状态称为未决；
信号屏蔽/阻塞就是让被屏蔽的信号先处于未决状态，暂停递送，当屏蔽解除时，继续递送；
#include <signal.h>
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
功能：设置要屏蔽的信号、这些信号时存储在信号集里面的
how：信号屏蔽的方式
SIG_BLOCK 把set中的信号添加到要屏蔽的信号集里
SIG_UNBLOCK 从信号屏蔽集中删除set中的信号 解除
SIG_SETMASK 把set替换之前的信号屏蔽集
set：准备好的信号集
oldset：获取旧的信号集
二十五、附带信号的信号处理
#include <signal.h>
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
功能：向内核注册一个信号处理函数
signum：要捕获的信号编号
act：设置要处理的动作
oldact：获取原来的动作
struct sigaction
{
void (*sa_handler)(int); //不附带其他信息的信号处理函数
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);//附带其他信息的信号处理函数
sigset_t sa_mask;//信号屏蔽集
int sa_flags; // 信号处理动作标志
SA_NODEFER 在信号处理过程中不要屏蔽当前信号
SA_SIGINFO 使用 sa_sigaction 函数指针
void (*sa_restorer)(void);//保留函数
};
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 */
long si_band; /* Band event (was int in
glibc 2.3.2 and earlier) */
int si_fd; /* File descriptor */
short si_addr_lsb; /* Least significant bit of address
(since Linux 2.6.32) */
void *si_call_addr; /* Address of system call instruction
(since Linux 3.5) */
int si_syscall; /* Number of attempted system call
(since Linux 3.5) */
unsigned int si_arch; /* Architecture of attempted system call
(since Linux 3.5) */
}
#include <signal.h>
int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);
功能：向指定进程发送信号并附加信息一起发送
value:附加的信息
union sigval
{
int sival_int; //整数
void *sival_ptr; //指针
};
二十六、定时器
#include <sys/time.h>
int getitimer(int which, struct itimerval *curr_value);
功能：获取当时的定时方案
which：选择使用的计时器
ITIMER_REAL 真实计时器，程序总的计时 SIGALRM(14)
ITIMER_VIRTUAL 虚拟计时器，用户态的计时 SIGVTALRM(26)
ITIMER_PROF 实际计时器，用户态+内核态计时 SIGPROF(27)
真实计时器 = 实际计时器 + 休眠时间 + 切换时间
int setitimer(int which, const struct itimerval *new_value,
struct itimerval *old_value);
功能：设置定时器计时方案
struct itimerval // 计时方案
{
struct timeval it_interval; /* 每次时钟信号产生的间隔时间 */
struct timeval it_value; /* 第一次产生时钟信号的时间 */
};
struct timeval
{
time_t tv_sec; /* 设置秒 */
suseconds_t tv_usec; /* 设置微秒 */
};