文章目录
- 前言
- 一、信号集
- 1.1 操作信号集相关的函数
- 1.2 信号屏蔽字
- 1.3 sigprocmask
- 1.4 示例代码
- 总结
前言
在Linux C编程中，信号是一种重要的进程间通信机制，用于通知进程发生了特定的事件。然而，程序在执行过程中可能会收到各种各样的信号，有些信号可能会在不合适的时候打断程序的正常执行，造成不可预料的后果。为了控制信号的接收和处理，Linux提供了信号集和sigprocmask()函数。信号集是一种数据结构，用于管理信号的集合，而sigprocmask()函数则允许程序员临时修改进程的信号屏蔽字，以控制信号的接收和处理。
一、信号集
1.1 操作信号集相关的函数
以下是Linux C编程中用于操作信号集的函数原型，以及它们的作用、参数和返回值：
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int sigemptyset(sigset_t *set);
- 作用：清空信号集，将所有信号从信号集中移除。
- 参数：
set- 指向要清空的信号集的指针。 - 返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno。
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int sigfillset(sigset_t *set);
- 作用：将所有信号添加到信号集中，填满信号集。
- 参数：
set- 指向要填满的信号集的指针。 - 返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno。
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int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
- 作用：将指定的信号添加到信号集中。
- 参数：
set- 指向要修改的信号集的指针；signum- 要添加的信号编号。 - 返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno。
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int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
- 作用：将指定的信号从信号集中移除。
- 参数：
set- 指向要修改的信号集的指针；signum- 要移除的信号编号。 - 返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno。
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int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
- 作用：检查指定的信号是否在信号集中。
- 参数：
set- 指向要检查的信号集的指针；signum- 要检查的信号编号。 - 返回值：若信号在集合中则返回1，否则返回0。
这些函数提供了对信号集的基本操作，允许程序员创建、修改和检查信号集，以便有效地管理信号。通过使用这些函数，可以更方便地控制进程的信号处理行为，从而增强程序的稳定性和可靠性。
1.2 信号屏蔽字
信号屏蔽字是一个位掩码，用于指定哪些信号在进程中被阻塞，哪些信号被解除阻塞。在Linux和类Unix系统中，每个进程都有一个信号屏蔽字，它是一个用于表示信号状态的数据结构。
信号屏蔽字中的每一位对应一个特定的信号，当某一位被置为1时，表示对应的信号被阻塞；当某一位被置为0时，表示对应的信号不被阻塞，可以传递给进程。
通过设置信号屏蔽字，进程可以控制在特定的代码段中屏蔽或解除阻塞特定的信号，以确保在关键的代码段执行期间不会被某些信号中断。这对于确保程序的一致性和可靠性非常重要，特别是在需要执行临界区代码时，可以暂时阻塞某些信号，以防止它们中断关键操作。
信号屏蔽字可以通过 sigprocmask() 函数来设置和修改。此外，进程的初始信号屏蔽字通常是空的，即不阻塞任何信号，但可以通过 sigprocmask() 函数来进行初始化。
想象一下你正在玩一个游戏，但是你需要在游戏中专心地完成一个任务，比如通过一个难关。这时候，你可能不想被其他人打扰，因为那样会分散你的注意力，导致任务失败。
信号屏蔽字就像是你在游戏中设置的“专注模式”。当你打开这个模式时，其他人发送的消息不会打扰你，你可以专心地完成任务。但一旦任务完成，你可以关闭“专注模式”，再接收其他人的消息。
在编程中，信号屏蔽字的作用类似：它让程序可以在特定的时候屏蔽某些信号，不被它们打断，以便程序能够专心地执行关键的任务。这样可以确保程序在需要集中注意力时不受外界的干扰，从而提高程序的可靠性和稳定性。
1.3 sigprocmask
作用：
sigprocmask() 函数用于检索和修改进程的信号屏蔽字，即用来设置哪些信号在调用该函数期间被阻塞，哪些信号被解除阻塞。
参数：
how：指定如何修改信号屏蔽字的方式，有三种可能的值：SIG_BLOCK：将set中的信号添加到当前的信号屏蔽字中。SIG_UNBLOCK：从当前的信号屏蔽字中移除set中的信号。SIG_SETMASK：用set中的信号替换当前的信号屏蔽字。
set：指向要修改的信号集的指针，根据how参数的不同，这个信号集有不同的含义。如果为SIG_BLOCK或SIG_UNBLOCK，则表示要添加或移除的信号集；如果为SIG_SETMASK，则表示要替换为的新信号集。oldset：指向用于存储之前信号屏蔽字的指针。如果不需要此值，可以传入NULL。
返回值：
- 若函数调用成功，返回0；
- 若出现错误，返回-1，并设置
errno表示错误类型。
sigprocmask() 的作用在于允许进程控制对信号的响应时间，可以通过设置信号屏蔽字来临时阻塞或解除阻塞特定的信号，从而保证在关键代码段的执行期间不会被某些信号中断。
1.4 示例代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
void signal_handler(int signum) {
printf("Received signal %d\n", signum);
}
int main() {
// 安装信号处理程序
signal(SIGINT, signal_handler); // 当接收到 SIGINT 信号时调用 signal_handler
sigset_t new_mask, old_mask;
// 初始化一个空的信号集
sigemptyset(&new_mask);
// 将 SIGINT 信号添加到新的信号集中
sigaddset(&new_mask, SIGINT);
// 设置新的信号屏蔽字
if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &new_mask, &old_mask) < 0) {
perror("sigprocmask");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("SIGINT is blocked, press Ctrl+C to send SIGINT\n");
sleep(5); // 等待5秒钟，此时 SIGINT 信号被阻塞
// 解除对 SIGINT 信号的屏蔽
if (sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &new_mask, NULL) < 0) {
perror("sigprocmask");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("SIGINT is unblocked, now you can send SIGINT\n");
// 进入一个无限循环，等待信号的到来
while (1) {
sleep(1);
}
return 0;
}
总结
本文介绍了Linux C编程中的信号集与sigprocmask()函数。信号集是一种用于管理信号的集合的数据结构，程序员可以使用一系列函数来创建、修改和查询信号集，从而控制对信号的处理。而sigprocmask()函数则提供了一种临时性的控制机制，允许程序员修改进程的信号屏蔽字，以阻塞或解除阻塞特定的信号，从而控制信号的接收和处理时机。通过合理地使用信号集和sigprocmask()函数，程序员可以编写出更加健壮和可靠的信号处理程序，提高程序的稳定性和可维护性。
