--信号--

• 前言
• 一、信号概念
• • 信号的响应过程
  • 常用信号
  • 信号术语
• 二、信号函数
• • signal
  • sigaction
  • 信号集
  • sigprocmask
  • sigpending
  • sigsuspend
• 三、实例分析——统一事件源

信号是软件中断（但不是中断，可以认为信号的响应依赖于中断）。它提供了一种处理异步事件的方法。Linux 信号可由如下条件产生:

1. 命令行输入中断键或kill命令，例如ctrl+c中断前台进程
2. 硬件异常，比如非法内存访问，除以0
3. 通过函数设置产生信号（kill函数）

信号都有一个名字都以SIG开头（kill -l查看），当某个信号出现时，进程可以告诉内核用下列三种方式来执行。
1、忽略信号。
2、捕捉信号。
3、执行默认动作，大多数信号的默认动作是终止该进程。

进程由于系统调用或者中断进入内核，完成相应任务返回用户空间之前，会检查有无信号到达，如果没有就返回用户态恢复上下文数据后继续执行程序；如果有信号，也会返回用户态，但这时会执行信号处理函数，执行完毕后，再次返回内核态，循环。
信号是在内核态回到用户态的路上被响应的。

SIGALRM 调用alarm函数设置的定时器超时时，产生此信号。
SIGCHLD 在子进程终止时，会产生此信号返回给父进程。
SIGINT 当用户按中断键时，终端将产生此信号发生给前台进程。
SIGPIPE 在管道读的进程已经终止时还往管道写将产生此信号。
SIGTERM 此信号由kill命令发出的，意义是系统默认终止。

捕捉信号：如果信号的处理动作是用户自定义的函数，在信号抵达时就调用这个函数，这个动作称为捕捉信号。

阻塞信号：不忽略该信号，在其发生时记住它，在进程做好准备后再通知它。

pending：在信号产生和递送之间，称之为pending（未决的）。如果有一个阻塞的信号，且内核对该信号不忽略，则该信号就是pending的，直到解除阻塞或者忽略该信号。调用sigpending函数能获得pending状态的信号集。

可重入函数：产生信号后，当前进程会立马调用信号处理函数handler，假设当前进程在malloc时信号到来，handler中也调用了malloc，这时候就会出错。所以规定handler中必须调用安全的函数，称为可重入函数，且这些函数会阻塞任何引起不一致的信号。

信号屏蔽字：规定了当前要阻塞递送到该进程的信号集。

为一个信号设置处理函数

#include 
typedef void (*sighandler_t)(int);//不懂的可以搜一下typedef函数指针
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

--signum 信号名
--handler 是常量SIG_IGN，就代表忽略该信号
		  是常量SIG_DFL，就代表执行默认动作
		  是函数，则在信号发生时调用该函数，也就是捕捉信号（信号处理函数）
成功返回一个函数指针，指向前一次调用signal传入的handler函数指针，失败返回SIG_ERR

signal 函数的使用方法简单，但并不属于 POSIX 标准，在各类 UNIX 平台上的实现不尽相同，因此其用途受到了一定的限制。而POSIX 标准定义的信号处理接口是 sigaction 函数，其接口头文件及原型如下：

#include 

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
--signum 信号名 
--act 指定新的处理方式
--oldact 若不为空，则输出信号之前的处理方式
成功返回0，失败返回-1并设置errno

struct sigaction {
    void (*sa_handler)(int);
    //作用等同于signal函数中的handler
    
    void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
    
    sigset_t sa_mask;
    
    
    int sa_flags;
    
 
    void (*sa_restorer)(void);
}

信号集是一个能表示多个信号的数据类型，本质上是一个数组。数组的每个位代表了一个信号

 #include 
int sigemptyset(sigset_t *set);
//初始化由set指向的信号集，清除其中所有信号

int sigfillset(sigset_t *set);
//在信号集中设置所有信号

int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
//往信号集添加指定信号

int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
//从信号集删除指定信号

int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
//检测信号集中是否存在signum这个信号

检查或改变进程的信号掩码（信号屏蔽字）

#include 

int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
-- how
	SIG_BLOCK:设置新的（Set中的）信号掩码，与原先的信号掩码相并
	SIG_UNBLOCK:为（Set中的）信号解除阻塞
	SIG_SETMASK:为该进程设置新的（Set中的）信号掩码
-- set
	新的信号屏蔽字由参数set（非空）指定
--oldset
	如果oset不为空，则把当前进程的信号屏蔽字保存到oset中
成功返回0，失败返回-1并设置errno

sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&set,&saveset);
//对set里的信号屏蔽字解阻塞，把之前信号屏蔽字的状态保存到saveset

sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,&oldset);
//对set里的信号屏蔽字加阻塞，把之前的状态保存到oldset中

sigpromask(SIG_SETMASK,&oldset,NULL);
//恢复了上一次的状态，也就是第一次调用sigpromask后的状态

sigpromask(SIG_SETMASK,&saveset,NULL);
//恢复到最开始的状态，第一次调用sigpromask之前的状态

返回由pending信号构成的pengind集

#include 

int sigpending(sigset_t *set);
set--用于保存返回的信号集
成功返回0，失败返回-1并设置errno

进程的信号屏蔽字替换为由参数mask指向的信号集。在捕捉到一个信号或发生一个会终止该进程的信号前，该进程会被阻塞。可以简单看作是解除信号屏蔽字的阻塞和pause的原子操作。

#include 
int sigsuspend(const sigset_t *mask);

信号是异步事件，信号处理函数handler和主函数是两条不一样的执行路线，为了不让主函数等待很久，所以加快执行的速度。

解决方法：把信号的主要处理逻辑放到程序的主循环中，当调用handler时，通过管道把信号值传递给主函数，主函数根据信号值执行目标信号对应的逻辑代码。

handler往管道的写端写信号值，主函数则从管道的读端读出该信号值。那么主函数怎么知道管道上何时有数据可读呢?这很简单，我们只需要使用I/O复用来监听管道的读端文件描述符上的可读事件。这样，信号事件就能和其他I/O事件一样被处理，称为统一事件源。
下面给出伪码

#include <头文件>
//主函数
int main(int argc,char *argv[])
{
	1建立监听套接字
	
	int listenfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
	struct sockaddr_in serv_addr;
	serv_addr.sin_family...
	serv_addr.sin_port....
	serv_addr.sin_addr...
	bind(listenfd,(sockaddr*)serv_addr,sizeof(serv_addr));
	listen(listenfd,listenfd_size);
	
	2创建管道--用socketpair来创建全双工的通信方式
	//使用socketpair函数能够创建一对套节字进行进程间通信
	
	socketpair(PF_INET,SOCK_STREAM,0,pipefd);
	//pipefd[0]、pipefd[1]都能进行双向读写操作
	
	SetNonBlock(pipefd[1]);
	
	3将listenfd和管道的读端fd加入监听
	
	addfd(epfd,listenfd);
	addfd(epfd,pipefd[0]);
	
	
	4为信号设置处理方式
	addsig(SIGINT);
	
	
	
	while(1)
	{
		5监听
		struct epoll_event events[MAX_EVENTS];
		int nread=epoll_wait(epfd,events,MAX_EVENTS,-1);
		
		for(int i=0;i
			int fd=events[i];
			if(fd==listenfd)
			{
				
				int clntsock=accept(...);
				
				addfd(epfd,clntsock);
			}
			else if(fd==pipefd[0])//管道有信号传来，处理该信号
			{
				char signals[size]
				int read_len=recv(pipefd[0],msg,sizeof(msg),0);//接收信号
				//信号值占一个字节，通过for循环遍历，用switch case来处理每个信号
				for(int i=0;i
					switch(signals[i])
					{
						case SIGINT
						...
						break;
						case ...
						...
						break;
					}
				}
			}
		}
	}
	close(listenfd);
	close(pipefd[0]);
	close(pipefd[1]);
	exit(0);
}