linux進程通信信號

Ⅰ linux系統上信號發送和信號接收講解

用於進程間通信，通信機制由操作系統保證，比較穩定。

在linux中可以通過kill -l查看所有信號的類型。

kill -信號類型 進程ID

int kill(pid_t pid, int sig);
入參pid :
pid > 0: 發送信號給指定的進程。
pid = 0: 發送信號給 與調用kill函數進程屬於同一進程組的所有進程。
pid < 0: 取|pid|發給對應進程組。
pid = -1：發送給進程有許可權發送的系統中所有進程。
sig ：信號類型。
返回值 ：成功：0；失敗：-1 (ID非法，信號非法，普通用戶殺init進程等權級問題)，設置errno
以OpenHarmony源碼為例，應用ANR後，AbilityManagerService會通知應用mp堆棧信息，就是通過信號量做的。

頭文件位置 :
include <signal.h>
函數解釋 :
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
當接收到指定的信號signum時，就會跳轉到參數handler指定的函數執行。其中handler的入參是信號值。

函數原型 ：

signum參數指出要捕獲的信號類型，act參數指定新的信號處理方式，oldact參數輸出先前信號的處理方式（如果不為NULL的話）。
sigaction結構體

sa_handler 信號處理函數
sa_mask 在處理該信號時可以暫時將sa_mask 指定的信號集擱置
sa_flags 指定一組修改信號行為的標志。 它由以下零個或多個的按位或組成
   SA_RESETHAND：當調用信號處理函數時，將信號的處理函數重置為預設值SIG_DFL
   SA_RESTART：如果信號中斷了進程的某個系統調用，則系統自動啟動該系統調用
   SA_NODEFER ：一般情況下， 當信號處理函數運行時，內核將阻塞該給定信號。但是如果設置了 SA_NODEFER標記， 那麼在該信號處理函數運行時，內核將不會阻塞該信號
sa_restorer 是一個替代的信號處理程序，當設置SA_SIGINFO時才會用它。
相關函數
int sigemptyset( sigset_t *set);
sigemptyset()用來將參數set信號集初始化並清空。
執行成功則返回0，如果有錯誤則返回-1。
完整示例

Ⅱ linux系統的進程間通信有哪幾種方式

一、方式

1、管道（Pipe）及有名管道（ mkpipe）：

管道可用於具有親緣關系進程間的通信，有名管道克服了管道沒有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它還允許無親緣關系進程間的通信；

2、信號（Signal）：

信號是比較復雜的通信方式，用於通知接受進程有某種事件發生，除了用於進程間通信外，進程還可以發送信號給進程本身。

linux除了支持Unix早期信號語義函數sigal外，還支持語義符合Posix.1標準的信號函數sigaction。

實際上，該函數是基於BSD的，BSD為了實現可靠信號機制，又能夠統一對外介面，用sigaction函數重新實現了signal函數。

3、消息隊列（Message）：

消息隊列是消息的鏈接表，包括Posix消息隊列system V消息隊列。有足夠許可權的進程可以向隊列中添加消息，被賦予讀許可權的進程則可以讀走隊列中的消息。消息隊列克服了信號承載信息量少，管道只能承載無格式位元組流以及緩沖區大小受限等缺點。

4、共享內存：

使得多個進程可以訪問同一塊內存空間，是最快的可用IPC形式。是針對其他通信機制運行效率較低而設計的。往往與其它通信機制，如信號量結合使用，來達到進程間的同步及互斥。

5、信號量（semaphore）：

主要作為進程間以及同一進程不同線程之間的同步手段。

6、套介面（Socket）：

更為一般的進程間通信機制，可用於不同機器之間的進程間通信。起初是由Unix系統的BSD分支開發出來的，但現在一般可以移植到其它類Unix系統上：Linux和System V的變種都支持套接字。

二、概念

進程間通信概念：

IPC—-InterProcess Communication

每個進程各自有不同的用戶地址空間,任何一個進程的全局變數在另一個進程中都看不到所以進程之間要交換數據必須通過內核。

在內核中開辟一塊緩沖區,進程1把數據從用戶空間拷到內核緩沖區,進程2再從內核緩沖區把數據讀走,內核提供的這種機制稱為進程間通信。

(2)linux進程通信信號擴展閱讀

1）無名管道:

管道是半雙工的，數據只能向一個方向流動；需要雙方通信時，需要建立起兩個管道；只能用於父子進程或者兄弟進程之間（具有親緣關系的進程）。

管道對於管道兩端的進程而言，就是一個文件，但它不是普通的文件，它不屬於某種文件系統，構成兩進程間通信的一個媒介。

數據的讀出和寫入：一個進程向管道中寫的內容被管道另一端的進程讀出。寫入的內容每次都添加在管道緩沖區的末尾，並且每次都是從緩沖區的頭部讀出數據。

2）有名管道：

不同於管道之處在於它提供一個路徑名與之關聯，以FIFO的文件形式存在於文件系統中。這樣，即使與FIFO的創建進程不存在親緣關系的進程，只要可以訪問該路徑，就能夠彼此通過FIFO相互通信（能夠訪問該路徑的進程以及FIFO的創建進程之間）。

因此，通過FIFO不相關的進程也能交換數據。值得注意的是，FIFO嚴格遵循先進先出（first in first out），對管道及FIFO的讀總是從開始處返回數據，對它們的寫則把數據添加到末尾。它們不支持諸如lseek()等文件定位操作。

Ⅲ 請教一個Linux下C語言的進程間的信號問題

linux中的進程通信分為三個部分：低級通信，管道通信和進程間通信IPC（inter process communication）。linux的低級通信主要用來傳遞進程的控制信號——文件鎖和軟中斷信號機制。linux的進程間通信IPC有三個部分——①信號量，②共享內存和③消息隊列。以下是我編寫的linux進程通信的C語言實現代碼。操作系統為redhat9.0，編輯器為vi，編譯器採用gcc。下面所有實現代碼均已經通過測試，運行無誤。

一.低級通信--信號通信

signal.c

#include
#include
#include

/*捕捉到信號sig之後，執行預先預定的動作函數*/
void sig_alarm(int sig)
{
printf("---the signal received is %d. /n", sig);
signal(SIGINT, SIG_DFL); //SIGINT終端中斷信號，SIG_DFL：恢復默認行為，SIN_IGN：忽略信號
}

int main()
{
signal(SIGINT, sig_alarm);//捕捉終端中斷信號
while(1)
{
printf("waiting here!/n");
sleep(1);
}
return 0;
}

二.管道通信

pipe.c

#include
#define BUFFER_SIZE 30

int main()
{
int x;
int fd[2];
char buf[BUFFER_SIZE];
char s[BUFFER_SIZE];
pipe(fd);//創建管道
while((x=fork())==-1);//創建管道失敗時，進入循環

/*進入子進程，子進程向管道中寫入一個字元串*/
if(x==0)
{
sprintf(buf,"This is an example of pipe!/n");
write(fd[1],buf,BUFFER_SIZE);
exit(0);
}

/*進入父進程，父進程從管道的另一端讀出剛才寫入的字元串*/
else
{
wait(0);//等待子進程結束
read(fd[0],s,BUFFER_SIZE);//讀出字元串，並將其儲存在char s[]中
printf("%s",s);//列印字元串
}
return 0;
}

三.進程間通信——IPC

①信號量通信

sem.c

#include
#include
#include
#include types.h>
#include ipc.h>
#include sem.h>

/*聯合體變數*/
union semun
{
int val; //信號量初始值
struct semid_ds *buf;
unsigned short int *array;
struct seminfo *__buf;
};

/*函數聲明，信號量定義*/
static int set_semvalue(void); //設置信號量
static void del_semvalue(void);//刪除信號量
static int semaphore_p(void); //執行P操作
static int semaphore_v(void); //執行V操作
static int sem_id; //信號量標識符

int main(int argc, char *argv[])
{
int i;
int pause_time;
char op_char = 'O';
srand((unsigned int)getpid());
sem_id = semget((key_t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT);//創建一個信號量,IPC_CREAT表示創建一個新的信號量

/*如果有參數，設置信號量，修改字元*/
if (argc > 1)
{
if (!set_semvalue())
{
fprintf(stderr, "Failed to initialize semaphore/n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
op_char = 'X';
sleep(5);
}
for(i = 0; i < 10; i++)
{

/*執行P操作*/
if (!semaphore_p())
exit(EXIT_FAILURE);
printf("%c", op_char);
fflush(stdout);
pause_time = rand() % 3;
sleep(pause_time);
printf("%c", op_char);
fflush(stdout);

/*執行V操作*/
if (!semaphore_v())
exit(EXIT_FAILURE);
pause_time = rand() % 2;
sleep(pause_time);
}
printf("/n%d - finished/n", getpid());
if (argc > 1)
{
sleep(10);
del_semvalue(); //刪除信號量
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}

/*設置信號量*/
static int set_semvalue(void)
{
union semun sem_union;
sem_union.val = 1;
if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1)
return(0);

return(1);
}

/*刪除信號量*/
static void del_semvalue(void)
{
union semun sem_union;
if (semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1)
fprintf(stderr, "Failed to delete semaphore/n");
}

/*執行P操作*/
static int semaphore_p(void)
{
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = -1; /* P() */
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)
{
fprintf(stderr, "semaphore_p failed/n");
return(0);
}
return(1);
}

/*執行V操作*/
static int semaphore_v(void)
{
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = 1; /* V() */
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)
{
fprintf(stderr, "semaphore_v failed/n");
return(0);
}
return(1);
}

②消息隊列通信

send.c

#include
#include
#include
#include
#include
#include types.h>
#include ipc.h>
#include msg.h>
#define MAX_TEXT 512

/*用於消息收發的結構體--my_msg_type：消息類型，some_text：消息正文*/
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type;
char some_text[MAX_TEXT];
};

int main()
{
int running = 1;//程序運行標識符
struct my_msg_st some_data;
int msgid;//消息隊列標識符
char buffer[BUFSIZ];

/*創建與接受者相同的消息隊列*/
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
if (msgid == -1)
{
fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d/n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}

/*向消息隊列中發送消息*/
while(running)
{
printf("Enter some text: ");
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
some_data.my_msg_type = 1;
strcpy(some_data.some_text, buffer);
if (msgsnd(msgid, (void *)&some_data, MAX_TEXT, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgsnd failed/n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0)
{
running = 0;
}
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}

receive.c

#include
#include
#include
#include
#include
#include types.h>
#include ipc.h>
#include msg.h>

/*用於消息收發的結構體--my_msg_type：消息類型，some_text：消息正文*/
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type;
char some_text[BUFSIZ];
};

int main()
{
int running = 1;//程序運行標識符
int msgid; //消息隊列標識符
struct my_msg_st some_data;
long int msg_to_receive = 0;//接收消息的類型--0表示msgid隊列上的第一個消息

/*創建消息隊列*/
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
if (msgid == -1)
{
fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d/n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}

/*接收消息*/
while(running)
{
if (msgrcv(msgid, (void *)&some_data, BUFSIZ,msg_to_receive, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgrcv failed with error: %d/n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("You wrote: %s", some_data.some_text);
if (strncmp(some_data.some_text, "end", 3) == 0)
{
running = 0;
}
}

/*刪除消息隊列*/
if (msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed/n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}

③共享內存通信

share.h

#define TEXT_SZ 2048 //申請共享內存大小
struct shared_use_st
{
int written_by_you; //written_by_you為1時表示有數據寫入，為0時表示數據已經被消費者提走
char some_text[TEXT_SZ];
};

procer.c

#include
#include
#include
#include
#include types.h>
#include ipc.h>
#include shm.h>
#include "share.h"

int main()
{
int running = 1; //程序運行標志位
void *shared_memory = (void *)0;
struct shared_use_st *shared_stuff;
char buffer[BUFSIZ];
int shmid; //共享內存標識符

/*創建共享內存*/
shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT);
if (shmid == -1)
{
fprintf(stderr, "shmget failed/n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

/*將共享內存連接到一個進程的地址空間中*/
shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0);//指向共享內存第一個位元組的指針
if (shared_memory == (void *)-1)
{
fprintf(stderr, "shmat failed/n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Memory attached at %X/n", (int)shared_memory);
shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory;

/*生產者寫入數據*/
while(running)
{
while(shared_stuff->written_by_you == 1)
{
sleep(1);
printf("waiting for client.../n");
}
printf("Enter some text: ");
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
strncpy(shared_stuff->some_text, buffer, TEXT_SZ);
shared_stuff->written_by_you = 1;
if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0)
{
running = 0;
}
}

/*該函數用來將共享內存從當前進程中分離,僅使得當前進程不再能使用該共享內存*/
if (shmdt(shared_memory) == -1)
{
fprintf(stderr, "shmdt failed/n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("procer exit./n");
exit(EXIT_SUCCESS);
}

customer.c

#include
#include
#include
#include
#include types.h>
#include ipc.h>
#include shm.h>
#include "share.h"

int main()
{
int running = 1;//程序運行標志位
void *shared_memory = (void *)0;
struct shared_use_st *shared_stuff;
int shmid; //共享內存標識符
srand((unsigned int)getpid());

/*創建共享內存*/
shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT);
if (shmid == -1)
{
fprintf(stderr, "shmget failed/n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

/*將共享內存連接到一個進程的地址空間中*/
shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0);//指向共享內存第一個位元組的指針
if (shared_memory == (void *)-1)
{
fprintf(stderr, "shmat failed/n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Memory attached at %X/n", (int)shared_memory);
shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory;
shared_stuff->written_by_you = 0;

/*消費者讀取數據*/
while(running)
{
if (shared_stuff->written_by_you)
{
printf("You wrote: %s", shared_stuff->some_text);
sleep( rand() % 4 );
shared_stuff->written_by_you = 0;
if (strncmp(shared_stuff->some_text, "end", 3) == 0)
{
running = 0;
}
}
}

/*該函數用來將共享內存從當前進程中分離,僅使得當前進程不再能使用該共享內存*/
if (shmdt(shared_memory) == -1)
{
fprintf(stderr, "shmdt failed/n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

/*將共享內存刪除,所有進程均不能再訪問該共享內存*/
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "shmctl(IPC_RMID) failed/n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}

摘自：