linux系统编程-信号的产生

梦里梦外; 2022-04-16 02:41 280阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  终端按键产生信号
     *  硬件异常产生信号
     *  kill、raise和abort函数/命令产生信号
     *   *  kill
         *  raise
         *  abort
     *  软件产生信号
     *   *  alarm 定时器
         *  setitimer 定时器

## 终端按键产生信号 ##

*  Ctrl + c : 2号信号（SIGINT）->终止 INT（interrupt）
 *  Ctrl + z : 20号信号（SIGTSTP）->暂停 T（Terminal）
 *  Ctrl + \\ : 3号信号（SIGQUIT）-> 退出

--------------------

## 硬件异常产生信号 ##

*  除0操作：8号信号（SIGFPE）->浮点数例外
 *  非法访问内存：11号信号（SIGSEGV）->段错误
 *  总线错误：7号信号（SIGBUS）

--------------------

## kill、raise和abort函数/命令产生信号 ##

### kill ###

*  kill 命令产生信号：kill -SIGKILL PID \->给PID进程发送相关信号，不一定杀死（取决于发送的信号）
 *  kill函数：int kill（pid\_t pid，int sig）

返回值：0:成功  -1:失败（原因：pid非法，信号非法，普通用户杀死init进程权限问题）  
  sig：不推荐使用数字，不同架构的信号编号可能不一样，但名称一样。

pid：

1.  >0：发送给指定的pid进程
2.  =0：发送给与调用kill进程同组的所有进程
3.  \-1：发送给所有有权限能发送的进程，除了 1号init进程之外。
4.  <-1：取 -|组pid| ，发送给一个组所有进程

*  代码实例：父进程创建4个子进程，父进程杀死第二个创建的进程

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <signal.h>
    
    
    
    int main(void)
    { 
    	pid_t pid,p_tmp;
    	int i=0;
    
    
    	for(i=0;i<4;i++)
    	{ 
    		pid =fork();
    		if(pid<0)
    			exit(1);
    
    		if(i==1)p_tmp=pid;//得到第二个创建的子进程的pid
    
    		if(pid == 0)
    		{ 
    			break;
    		}
    	}
    
    
    	if(i<4)//子进程
    	{ 
    		while(1)
    		{ 
    			printf("i am %dth child\n",i);
    			sleep(1);
    		}
    	}
    	else//父进程
    	{ 
    		sleep(1);
    		kill(p_tmp,SIGKILL);//杀死第二个创建的进程
    		while(1);
    			
    	}
    
    	return 0;
    }

结果：第一次是四个进程，等到父进程杀死第二个进程，然后每次进程打印只有 0 2 3号进程  
![在这里插入图片描述][20181115222722570.png]

### raise ###

*   int raise(int signal); 成功：0，失败非0值
 *  raise 函数：给当前进程发送指定信号(就是自己给自己发)  
    raise(signal) == kill(getpid(), signal);

### abort ###

*  void abort(void); 该函数无返回
 *  给自己发送异常终止信号 6号信号 SIGABRT ，终止并产生core文件

--------------------

## 软件产生信号 ##

### alarm 定时器 ###

*  设置定时器（闹钟），在指定（seconds）之后，内核会给当前 进程发送14号信号（SIGALRM），默认处理动作：终止进程。
 *  每个进程都有一个定时器，且唯一
 *  使用：

1.  alarm(5) : 5秒钟进程终止，如果在2秒的时候又使用alarm(5),返回值上次剩余时间：3秒，从此刻开始5秒之后再次收到信号。
2.  alarm(0)：取消上次的闹钟，返回剩余的秒数。
3.  NOTE：定时与进程无关，不管进程处于什么状态，时间一到，内核就向进程发送信号。

*  例子：计算计算机一秒钟能输出多少次数

#include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <stdlib.h>
    
    
    int main(void)
    { 
    	alarm(1);
    	for(int i=0;;i++)
    	{ 
    		printf("%d\n",i);
    	}
    
    	return 0;
    }

*  使用**time命令**查看程序执行的时间，程序实际执行时间 = 系统时间 + 用户时间 + 等待时间（等待CPU、存储、硬件IO（最主要）等）。

1.  time ./app 执行的结果：数到266117，而且 real > user+sys ,还有一部分是等待时间（主要硬件IO，比如输出到屏幕等）  
    ![在这里插入图片描述][20181117095642475.png]
2.  time ./app >out 执行结果：数到9462919，比上面多出很多，基本上real=user+sys  
    ![在这里插入图片描述][20181117100033919.png]  
    ![在这里插入图片描述][20181117100137211.png]

结论：程序运行瓶颈在于IO，优化程序，首先优化IO

### setitimer 定时器 ###

*   设置定时器(闹钟)。 可代替alarm函数。精度微秒us，可以实现周期定时。  
      
    
 *  int setitimer( int which， const struct itimerval \*new\_value，struct itimerval \*old\_value);

成功：0；失败：-1，设置errno  
which：  
   ITIMER\_REAL：计算自然（real）时间-> 14号信号 SIGALRM  
   ITIMER\_VIRTUAL ：只计算进程占用CPU的时间 ->26号信号 SIGVTALRM  
   ITIMER\_PROF：计算运行时间（用户+内核）->27号信号 SIGPROF  
new\_value：传入参数itimerval\*，这次定时信息，具体结构见下面代码， 或者可以 man 2 setitimer,  
old\_value：传出参数itimerval\*，上次定时信息

*  例子：1秒钟打印的个数，和上面例子一样，但是用setitimer实现

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/time.h>
    /* Timer values are defined by the following structures: struct itimerval { struct timeval it_interval; // Interval for periodic timer struct timeval it_value; // Time until next expiration }; struct timeval { time_t tv_sec; // seconds suseconds_t tv_usec; // microseconds }; */
    
    
    unsigned int my_alarm(unsigned int sec)
    { 
    	struct itimerval new,old;
    	int ret;
    
    	new.it_value.tv_sec =sec;
    	new.it_value.tv_usec=0;
    
    	new.it_interval.tv_sec= 0;
    	new.it_interval.tv_usec = 0;
    
    	ret = setitimer(ITIMER_REAL, &new, &old);
    	if(ret == 1)
    	{ 
    		perror("setitimer");
    		exit(1);
    	}
    
    	return old.it_value.tv_sec;
    }
    
    int main(void)
    { 
    	my_alarm(1);
    	
    	for(int i=0; ; i++)
    	{ 
    		printf("%d\n",i);
    	}
    
    
    	return 0;
    }

结果：差不多和上面用alarm结果一样  
![在这里插入图片描述][20181117111823996.png]

[20181115222722570.png]: /images/20220416/85ce03f124aa461ba5ba6cb181f7805b.png
[20181117095642475.png]: /images/20220416/c8f5c1c2b6214d64981584ec584958aa.png
[20181117100033919.png]: /images/20220416/3193996384b74d15abc181ff314cc9e9.png
[20181117100137211.png]: /images/20220416/78e06b2eab984055be3eac1c329c2533.png
[20181117111823996.png]: /images/20220416/302dc598949c42b49d924696515d441e.png