【Linux】详解信号的保存&&信号屏蔽字的设置

一、信号处理的一些常见概念

   

• 现实实行信号的处理动作称为信号递达(Delivery)。
  
• 信号从产生到递达之间的状态,称为信号未决(Pending)。
  
• 进程可以选择阻塞 (block )某个信号。被阻塞的信号产生时将保持在未决状态,直到进程解除对此信号的阻塞,才实行递达的动作。
  
• 留意：阻塞和忽略是差别的,只要信号被阻塞就不会递达,而忽略是在递达之后可选的一种处理动作。
  
• 阻塞一个信号和是否收到这个信号是没有关系的。也就是说，在还充公到一个信号之前就可以在内核中设置对这个信号举行阻塞。
  

   二、信号保存以及阻塞的内核级理解

在进程的PCB中，实在是有三张表。
        一张为block位图（阻塞位图），也就是一个32位的整形变量，其中取高31位来体现是否阻塞对应的信号，比如说block位图中第0个比特位不用，第1个比特位体现是否阻塞1号信号，第一个比特位为1就体现阻塞1号信号，为0就体现不阻塞1号信号，依次类推，第2到第31个比特位也是同样的道理。
        一张为pending位图（未决位图），也是一个32位的整形变量，其中取高31位来体现是否收到对应的信号，比如说pending位图中第0个比特位不用，第1个比特位体现是否收到1号信号，第一个比特位为1就体现收到1号信号，为0就体现没有收到1号信号。
        另一张是一个函数指针数组，该数组中每一个下标中都存放了收到对应信号后的处理方法。假如我们不对方法做自界说写入，那么进程在收到对应信号后实行的就是默认的方法，假如自界说写入了那实行的就是我们写入的方法。

        在上图中，三个数组（前两张位图也可以看成数组）应该横着看，依次体现该信号是否被阻塞，是否收到该信号，以及实行该信号的处理方法。 常规信号在递达之前产生多次只计一次，也就是说，当在一段时间内有多个类似的信号到来但却来不及被处理时，在pending位图里只会纪录一次。而实时信号在递达之前产生多次可以依次放在一个队列里。
三、查看pending位图

        其中sigset_t范例的表明就在下面，set为一个输出型参数，我们传入一个sigset_t范例的参数set，pending位图中的值就被set参数得到了。假如获取成功sigpending函数返回0，是被返回-1。
四、设置信号屏蔽字操作（修改block位图）

        从上面的介绍中我们也可以看到，实在block位图和pending位图的结构黑白常相似的，所以未决和阻塞标志可以用类似的数据范例sigset_t来存储，sigset_t称为信号集，可以用来修改进程block位图中的信号屏蔽字。sigset_t就是一种数据范例，跟int、double这些数据范例没有区别。
3.1、信号集操作函数

        sigset_t虽然是一种数据范例，但是我们并不能直接办动的修改sigset_t范例的值，必须要调用对应的系统调用函数。

1. #include <signal.h>
2. int sigemptyset(sigset_t *set);
3. int sigfillset(sigset_t *set);
4. int sigaddset (sigset_t *set, int signo);
5. int sigdelset(sigset_t *set, int signo);
6. int sigismember（const sigset_t *set, int signo);

复制代码

  

• sigemptyset：初始化set所指向的信号集,使其中所有信号的对应bit清零,体现该信号集不包罗任何有用信号。
  
• sigfillset：初始化set所指向的信号集,使其中所有信号的对应bit置1位,体现该信号集的有用信号包括系统支持的所有信号。
  
• sigaddset：在set信号会合添加signo信号。
  
• sigdelset：在set信号会合删除signo信号。
  
• sigismember：用于测试一个指定的信号是否已参加至一个特定的信号会合。
  

          我们设置完信号集set的值后，set并没有被设置进进程的PCB中，还需要我们调用系统调用函数设置。 
 3.2、设置信号屏蔽字

使用sigprocmask系统调用函数可以设置进程的信号屏蔽字

第一个参数how有三个选项：
   

• SIG_BLOCK：set包罗了我们希望添加到当前信号屏蔽字中的信号，相当于mask=mask|set。
  
• SIG_UNBLOCK：set包罗了我们希望从当前信号屏蔽字中解除阻塞的信号，相当于mask=mask&~set。
  
• SIG_SETMASK：设置当前信号屏蔽字为set所指向的值，相当于mask=set。
  

          第二个参数set是我们设置的信号屏蔽字，第三个参数为输出型信号屏蔽字，是原来的信号屏蔽字。 
3.3、设置信号屏蔽字的例子

        下面是一个设置屏蔽2号信号，有解除屏蔽2号信号的例子。在程序运行起来到程序运行到20秒期间，我给程序发送2号信号，应该看到pending位图中2号信号的位置为1但程序不退出，到了20秒时程序退出。
        下面是打印pending表的函数，假如收到信号，对应的比特位就置1，假如没有收到就置0。

1. void print(const sigset_t& pending)
2. {
3.     for(int i = 31; i>=1; i--)
4.     {
5.         if(sigismember(&pending, i))
6.             std::cout << "1";
7.         else
8.             std::cout << "0";
9.     }
10.     std::cout << std::endl;
11. }

复制代码

 2号信号参加到信号屏蔽会合：

1.     sigset_t set, oldset;
2.     sigemptyset(&set);
3.     sigemptyset(&oldset);
5.     sigaddset(&set, 2);//将2号信号加入到要屏蔽的信号集中

复制代码

 set设置进进程的PCB中：

1.     //设置set进block位图中
2.     int n = sigprocmask(SIG_SETMASK, &set, &oldset);
3.     if(n == -1)
4.     {
5.         std::cout << "设置屏蔽字错误！" << std::endl;
6.         return 1;
7.     }

复制代码

查看pending表，观察退出状态：

1.     int cnt = 0;
3.     //查看pending位图，给进程发送2号信号，pending位图中应该出现2号信号，但是进程不会退出
4.     //等到20秒时程序退出
5.     while(true)
6.     {
7.         cnt++;
8.         if(cnt == 20)
9.             sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, &oldset);
10.         sigset_t pending;
11.         sigemptyset(&pending);
12.         int m = sigpending(&pending);
13.         print(pending);
14.         sleep(1);
15.     }

复制代码

发送2号信号，程序到20秒时退出： 

四、总结

        31个信号中并不是所有信号都可以被屏蔽掉，9号信号（SIGKILL）和19号信号（SIGSTOP）是无法被屏蔽掉的。若想获取上述的完整的代码，请移步本人码云：240427 · 沈旭彬/C++代码 - 码云 - 开源中国 (gitee.com) 

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