linux系统编程之信号（五）：实时信号与sigqueue函数

时间：2022-12-12 14:46:32

一、sigqueue函数

功能：新的发送信号系统调用,主要是针对实时信号提出的支持信号带有参数,与函数sigaction()配合使用。
原型：int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);
参数：
 sigqueue的第一个参数是指定接收信号的进程id，第二个参数确定即将发送的信号，第三个参数是一个联合数据结构union sigval，指定了信号传递的参数，即通常所说的4字节值。
返回值：成功返回0,失败返回-1 

typedef union sigval
 { 
int sival_int; 
void *sival_ptr; 
}sigval_t; 


sigqueue()比kill()传递了更多的附加信息，但sigqueue()只能向一个进程发送信号，而不能发送信号给一个进程组。

写两个小程序测试一下：

首先是接收信号：

 C++ Code 
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    > File Name: process_.c
    > Author: Simba
    > Mail: dameng34@163.com
    > Created Time: Sat 23 Feb 2013 02:34:02 PM CST
 ************************************************************************/
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>

#define ERR_EXIT(m) \
    do { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)

void handler(int, siginfo_t *, void *);


int main(int argc, char *argv[])
{
    struct sigaction act;
    act.sa_sigaction = handler; //sa_sigaction与sa_handler只能取其一
    //sa_sigaction多用于实时信号，可以保存信息
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = SA_SIGINFO; // 设置标志位后可以接收其他进程
    // 发送的数据，保存在siginfo_t结构体中

    if (sigaction(SIGINT, &act, NULL) < 0)
        ERR_EXIT("sigaction error");

    for (; ;)
        pause();

    return 0;

}

void handler(int sig, siginfo_t *info, void *ctx)
{
    printf("recv a sig=%d data=%d data=%d\n",
           sig, info->si_value.sival_int, info->si_int);

}

在前面的《信号捕捉与sigaction函数》中说过，sa_sigaction与SA_SIGINFO要配合使用，如上所示，siginfo_t 结构体也可以参见这篇文章。


然后是信号发送：

 C++ Code 
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    > File Name: process_.c
    > Author: Simba
    > Mail: dameng34@163.com
    > Created Time: Sat 23 Feb 2013 02:34:02 PM CST
 ************************************************************************/
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>

#define ERR_EXIT(m) \
    do { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)



int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        fprintf(stderr, "Usage %s pid\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    pid_t pid = atoi(argv[1]); //字符串转换为整数
    union sigval val;
    val.sival_int = 100;
    sigqueue(pid, SIGINT, val); // 只可以发信号给某个进程，而不能是进程组

    return 0;

}

测试如下：

先运行recv程序：

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/signal$ ./sigqueue_recv 

再ps出recv进程的pid，然后运行send程序：

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/signal$ ./sigqueue_send 3323

则recv进程会输出一条recv语句，当然我们也可以ctrl+c 给自己发送信号，如下所示，结果是一样的。

recv a sig=2 data=100 data=100
^Crecv a sig=2 data=100 data=100
^Crecv a sig=2 data=100 data=100

......................................................

需要提醒一下的是siginfo_t 结构体的两个参数（int  si_int;   /* POSIX.1b signal */     void  *si_ptr;  /* POSIX.1b signal */）的值也会与si_value 一致，取决于发送的是sival_int 还是 sival_ptr。


二、实时信号与不可靠信号的区别

下面通过程序来说明区别，主要就是实时信号支持排队不会丢失。（实时信号还有一个特点，即到达的顺序是可以保证的）

先是recv程序：

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#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>


#define ERR_EXIT(m) \
    do \
    { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)

void handler(int);

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct sigaction act;
    act.sa_handler = handler;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;

    sigset_t s;
    sigemptyset(&s);
    sigaddset(&s, SIGINT);
    sigaddset(&s, SIGRTMIN);
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &s, NULL);
    if (sigaction(SIGINT, &act, NULL) < 0)
        ERR_EXIT("sigaction error");

    if (sigaction(SIGRTMIN, &act, NULL) < 0)
        ERR_EXIT("sigaction error");

    if (sigaction(SIGUSR1, &act, NULL) < 0)
        ERR_EXIT("sigaction error");
    for (;;)
        pause();
    return 0;
}

void handler(int sig)
{
    if (sig == SIGINT || sig == SIGRTMIN)
        printf("recv a sig=%d\n", sig);
    else if (sig == SIGUSR1)
    {
        sigset_t s;
        sigemptyset(&s);
        sigaddset(&s, SIGINT);
        sigaddset(&s, SIGRTMIN);
        sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &s, NULL);
    }
}

在主函数中将SIGINT和SIGRTMIN信号加入信号屏蔽字，只有当接收到SIGUSR1信号时才对前面两个信号unblock。需要注意的是如《信号的未决与阻塞》中说的一样：如果在信号处理函数中对某个信号进行解除阻塞时，则只是将pending位清0，让此信号递达一次（同个实时信号产生多次进行排队都会抵达），但不会将block位清0，即再次产生此信号时还是会被阻塞，处于未决状态。


接着是send程序：

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    > File Name: sigrtime_send.c
    > Author: Simba
    > Mail: dameng34@163.com
    > Created Time: Sat 23 Feb 2013 02:34:02 PM CST
 ************************************************************************/
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>

#define ERR_EXIT(m) \
    do { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)



int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        fprintf(stderr, "Usage %s pid\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    pid_t pid = atoi(argv[1]); //字符串转换为整数
    union sigval val;
    val.sival_int = 100;
    sigqueue(pid, SIGINT, val); // 不可靠信号不会排队，即会丢失
    sigqueue(pid, SIGINT, val);
    sigqueue(pid, SIGINT, val);
    sigqueue(pid, SIGRTMIN, val); //实时信号会排队，即不会丢失
    sigqueue(pid, SIGRTMIN, val);
    sigqueue(pid, SIGRTMIN, val);
    sleep(3);
    kill(pid, SIGUSR1);

    return 0;

}

先是运行recv程序：

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/signal$ ./sigrtime_recv2

接着ps出recv进程的pid，运行send程序：

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/signal$ ./sigrtime_send 4076

在send程序中连续各发送了SIGINT和SIGRTMIN信号3次，接着睡眠3s后使用kill函数发送SIGUSR1信号给recv进程，此时recv进程会输出如下：

recv a sig=34
recv a sig=34
recv a sig=34
recv a sig=2

即实时信号支持排队，3个信号都接收到了，而不可靠信号不支持排队，只保留一个信号。


参考：《APUE》


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