linux系统上信号发送和信号接收讲解

用于进程间通信，通信机制由 *** 作系统保证，比较稳定。

在linux中可以通过kill -l查看所有信号的类型。

kill -信号类型 进程ID

int kill(pid_t pid, int sig)

入参pid :

pid >0: 发送信号给指定的进程。

pid = 0: 发送信号给 与调用kill函数进程属于同一进程组的所有进程。

pid <0: 取|pid|发给对应进程组。

pid = -1：发送给进程有权限发送的系统中所有进程。

sig ：信号类型。

返回值 ：成功：0；失败：-1 (ID非法，信号非法，普通用户杀init进程等权级问题)，设置errno

以OpenHarmony源码为例，应用ANR后，AbilityManagerService会通知应用dump堆栈信息，就是通过信号量做的。

头文件位置 :

include <signal.h>

函数解释 :

typedef void (*sighandler_t)(int)

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler)

当接收到指定的信号signum时，就会跳转到参数handler指定的函数执行。其中handler的入参是信号值。

函数原型 ：

signum参数指出要捕获的信号类型，act参数指定新的信号处理方式，oldact参数输出先前信号的处理方式（如果不为NULL的话）。

sigaction结构体

sa_handler 信号处理函数

sa_mask 在处理该信号时可以暂时将sa_mask 指定的信号集搁置

sa_flags 指定一组修改信号行为的标志。 它由以下零个或多个的按位或组成

   SA_RESETHAND：当调用信号处理函数时，将信号的处理函数重置为缺省值SIG_DFL

   SA_RESTART：如果信号中断了进程的某个系统调用，则系统自动启动该系统调用

   SA_NODEFER ：一般情况下， 当信号处理函数运行时，内核将阻塞该给定信号。但是如果设置了 SA_NODEFER标记， 那么在该信号处理函数运行时，内核将不会阻塞该信号

sa_restorer 是一个替代的信号处理程序，当设置SA_SIGINFO时才会用它。

相关函数

int sigemptyset( sigset_t *set)

sigemptyset()用来将参数set信号集初始化并清空。

执行成功则返回0，如果有错误则返回-1。

完整示例

1 信号的响应动作

每个信号都有自己的响应动作，当接收到信号时，进程会根据信号的响应动作执行相应的 *** 作，信号的响应动作有以下几种：

中止进程(Term)

忽略信号(Ign)

中止进程并保存内存信息(Core)

停止进程(Stop)

继续运行进程(Cont)

用户可以通过signal或sigaction函数修改信号的响应动作（也就是常说的“注册信号”，在文章的后面会举例说明）。另外，在多线程中，各线程的信号响应动作都是相同的，不能对某个线程设置独立的响应动作。

2 信号类型

Linux支持的信号类型可以参考下面给出的列表。

2.1 在POSIX.1-1990标准中的信号列表

2.2 在SUSv2和POSIX.1-2001标准中的信号列表

2.3 其它信号

信号量是包含一个非负整数型的变量，并且带有两个原子 *** 作wait和signal。Wait还可以被称为down、P或lock，signal还可以被称为up、V、unlock或post。在UNIX的API中（POSIX标准）用的是wait和post。

对于wait *** 作，如果信号量的非负整形变量S大于0，wait就将其减1，如果S等于0，wait就将调用线程阻塞；对于post *** 作，如果有线程在信号量上阻塞（此时S等于0），post就会解除对某个等待线程的阻塞，使其从wait中返回，如果没有线程阻塞在信号量上，post就将S加1.

由此可见，S可以被理解为一种资源的数量，信号量即是通过控制这种资源的分配来实现互斥和同步的。如果把S设为1，那么信号量即可使多线程并发运行。另外，信号量不仅允许使用者申请和释放资源，而且还允许使用者创造资源，这就赋予了信号量实现同步的功能。可见信号量的功能要比互斥量丰富许多。

POSIX信号量是一个sem_t类型的变量，但POSIX有两种信号量的实现机制： 无名信号量 和 命名信号量 。无名信号量只可以在共享内存的情况下，比如实现进程中各个线程之间的互斥和同步，因此无名信号量也被称作基于内存的信号量；命名信号量通常用于不共享内存的情况下，比如进程间通信。

同时，在创建信号量时，根据信号量取值的不同，POSIX信号量还可以分为：

下面是POSIX信号量函数接口：

信号量的函数都以sem_开头，线程中使用的基本信号函数有4个，他们都声明在头文件semaphore.h中，该头文件定义了用于信号量 *** 作的sem_t类型：

【sem_init函数】：

该函数用于创建信号量，原型如下：

该函数初始化由sem指向的信号对象，设置它的共享选项，并给它一个初始的整数值。pshared控制信号量的类型，如果其值为0，就表示信号量是当前进程的局部信号量，否则信号量就可以在多个进程间共享，value为sem的初始值。

该函数调用成功返回0，失败返回-1。

【sem_destroy函数】：

该函数用于对用完的信号量进行清理，其原型如下：

成功返回0，失败返回-1。

【sem_wait函数】：

该函数用于以原子 *** 作的方式将信号量的值减1。原子 *** 作就是，如果两个线程企图同时给一个信号量加1或减1，它们之间不会互相干扰。其原型如下：

sem指向的对象是sem_init调用初始化的信号量。调用成功返回0，失败返回-1。

sem_trywait()则是sem_wait()的非阻塞版本，当条件不满足时（信号量为0时），该函数直接返回EAGAIN错误而不会阻塞等待。

sem_timedwait()功能与sem_wait()类似，只是在指定的abs_timeout时间内等待，超过时间则直接返回ETIMEDOUT错误。

【sem_post函数】：

该函数用于以原子 *** 作的方式将信号量的值加1，其原型如下：

与sem_wait一样，sem指向的对象是由sem_init调用初始化的信号量。调用成功时返回0，失败返回-1。

【sem_getvalue函数】：

该函数返回当前信号量的值，通过restrict输出参数返回。如果当前信号量已经上锁（即同步对象不可用），那么返回值为0，或为负数，其绝对值就是等待该信号量解锁的线程数。

【实例1】：

【实例2】：

之所以称为命名信号量，是因为它有一个名字、一个用户ID、一个组ID和权限。这些是提供给不共享内存的那些进程使用命名信号量的接口。命名信号量的名字是一个遵守路径名构造规则的字符串。

【sem_open函数】：

该函数用于创建或打开一个命名信号量，其原型如下：

参数name是一个标识信号量的字符串。参数oflag用来确定是创建信号量还是连接已有的信号量。

oflag的参数可以为0，O_CREAT或O_EXCL：如果为0，表示打开一个已存在的信号量；如果为O_CREAT，表示如果信号量不存在就创建一个信号量，如果存在则打开被返回，此时mode和value都需要指定；如果为O_CREAT|O_EXCL，表示如果信号量存在则返回错误。

mode参数用于创建信号量时指定信号量的权限位，和open函数一样，包括：S_IRUSR、S_IWUSR、S_IRGRP、S_IWGRP、S_IROTH、S_IWOTH。

value表示创建信号量时，信号量的初始值。

【sem_close函数】：

该函数用于关闭命名信号量：

单个程序可以用sem_close函数关闭命名信号量，但是这样做并不能将信号量从系统中删除，因为命名信号量在单个程序执行之外是具有持久性的。当进程调用_exit、exit、exec或从main返回时，进程打开的命名信号量同样会被关闭。

【sem_unlink函数】：

sem_unlink函数用于在所有进程关闭了命名信号量之后，将信号量从系统中删除：

【信号量 *** 作函数】：

与无名信号量一样， *** 作信号量的函数如下:

命名信号量是随内核持续的。当命名信号量创建后，即使当前没有进程打开某个信号量，它的值依然保持，直到内核重新自举或调用sem_unlink()删除该信号量。

无名信号量的持续性要根据信号量在内存中的位置确定：

很多时候信号量、互斥量和条件变量都可以在某种应用中使用，那这三者的差异有哪些呢？下面列出了这三者之间的差异：

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