linux系統編程之信號（五） 實時信號與sigqueue函數

一、sigqueue函數

功能：新的發送信號系統調用,主要是針對實時信號提出的支持信號帶有參數,與函數sigaction()配合使用。

原型：int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);

參數：

sigqueue的第一個參數是指定接收信號的進程id，第二個參數確定即將發送的信號，第三個參數是一個聯合數據結構union sigval，指定了信號傳遞的參數，即通常所說的4字節值。

返回值：成功返回0,失敗返回-1

typedef union sigval

{

int sival_int;

void *sival_ptr;

}sigval_t;

sigqueue()比kill()傳遞了更多的附加信息，但sigqueue()只能向一個進程發送信號，而不能發送信號給一個進程組。

寫兩個小程序測試一下：

首先是接收信號：

/*************************************************************************
    > File Name: process_.c
    > Author: Simba
    > Mail: [email protected]
    > 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與sa_handler只能取其一
    //sa_sigaction多用於實時信號，可以保存信息
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = SA_SIGINFO; // 設置標志位後可以接收其他進程
    // 發送的數據，保存在siginfo_t結構體中
    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《信號捕捉與sigaction函數》中說過，sa_sigaction與SA_SIGINFO要配合使用，如上所示，siginfo_t 結構體也可以參見這篇文章。

然後是信號發送：

/*************************************************************************
    > File Name: process_.c
    > Author: Simba
    > Mail: [email protected]
    > 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]); //字符串轉換為整數
    union sigval val;
    val.sival_int = 100;
    sigqueue(pid, SIGINT, val); // 只可以發信號給某個進程，而不能是進程組
    return 0;
}

測試如下：

先運行recv程序：

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

再ps出recv進程的pid，然後運行send程序：

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

則recv進程會輸出一條recv語句，當然我們也可以ctrl+c 給自己發送信號，如下所示，結果是一樣的。

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 結構體的兩個參數（int      si_int;      /* POSIX.1b signal */

void    *si_ptr;      /* POSIX.1b signal */）的值也會與si_value 一致，取決於發送的是sival_int 還是 sival_ptr。

二、實時信號與不可靠信號的區別

下面通過程序來說明區別，主要就是實時信號支持排隊不會丟失。

先是recv程序：

#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);
    }
}

在主函數中將SIGINT和SIGRTMIN信號加入信號屏蔽字，只有當接收到SIGUSR1信號時才對前面兩個信號unblock。需要注意的是如《信號的未決與阻塞》中說的一樣：如果在信號處理函數中對某個信號進行解除阻塞時，則只是將pending位清0，讓此信號遞達一次（同個實時信號產生多次進行排隊都會抵達），但不會將block位清0，即再次產生此信號時還是會被阻塞，處於未決狀態。

接著是send程序：

/*************************************************************************
    > File Name: sigrtime_send.c
    > Author: Simba
    > Mail: [email protected]
    > 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]); //字符串轉換為整數
    union sigval val;
    val.sival_int = 100;
    sigqueue(pid, SIGINT, val); // 不可靠信號不會排隊，即會丟失
    sigqueue(pid, SIGINT, val);
    sigqueue(pid, SIGINT, val);
    sigqueue(pid, SIGRTMIN, val); //實時信號會排隊，即不會丟失
    sigqueue(pid, SIGRTMIN, val);
    sigqueue(pid, SIGRTMIN, val);
    sleep(3);
    kill(pid, SIGUSR1);
    return 0;
}

先是運行recv程序：

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

接著ps出recv進程的pid，運行send程序：

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

在send程序中連續各發送了SIGINT和SIGRTMIN信號3次，接著睡眠3s後使用kill函數發送SIGUSR1信號給recv進程，此時recv進程會輸出如下：

recv a sig=34

recv a sig=34

recv a sig=34

recv a sig=2

即實時信號支持排隊，3個信號都接收到了，而不可靠信號不支持排隊，只保留一個信號。