深入了解Linux信号掩码——掌握更好的进程控制技能 (linux 信号掩码)

在Linux系统中,进程之间的通信和协调是非常重要的。Linux信号是一种很好的实现进程通信的机制,它允许进程之间通过发送信号来进行通信。不过在实际使用过程中,Linux信号也会引发一些问题。其中最常见的问题就是信号的发送和处理可能会影响进程的正常运行。为了防止这种情况的发生,Linux提供了一种称为信号掩码的机制,它允许使用者控制进程在接收信号时的行为,从而更好地掌握进程控制技能。

一、Linux信号简介

Linux信号实际上就是一种异步事件,它可以由进程外部的其他程序、驱动程序、硬件中断等触发。在接收到信号后,进程可以采取不同的措施,比如忽略信号、执行默认行为、或者调用用户自定义的信号处理函数等等。在Linux系统中,每个信号都有一个唯一的标识符,这些标识符的名称以SIG开头,比如SIGKILL、SIGSTOP、SIGINT等。

二、信号的发送和处理

在Linux系统中,进程可以使用kill()函数向其他进程发送信号。kill()函数会以进程ID为参数来确定接收进程,同时还要指定发送的信号类型。在接收到信号后,进程可以采取不同的措施来处理信号。其中最常见的措施就是忽略信号、执行默认行为或者调用用户自定义的信号处理函数。忽略信号的方法很简单,只需要在信号处理函数中使用空函数即可。执行默认行为只需调用函数signal()即可,系统会根据信号类型自动执行默认的行为。最后一种方法就是调用用户自定义的信号处理函数。该函数可以自由地定义信号的处理方式,比如一旦接收到信号就立即终止进程、重新启动进程等等。

三、信号掩码的作用

Linux信号的发送和处理方式有时会干扰进程的正常运行。例如,如果进程在执行关键操作时接收到SIGINT信号,就会导致操作中断。为了解决这个问题,Linux提供了一种称为信号掩码的机制。信号掩码实际上就是一个二进制位向量,用于掩盖进程在接收各种信号时的行为。默认情况下,所有信号都是允许接收的,但我们可以通过信号掩码来控制某些信号的接收行为。

四、Linux信号掩码的设置

Linux信号掩码可以通过系统调用sigprocmask()来进行设置。该函数有三个参数,之一个参数指定新的信号掩码,第二个参数为一个指向旧信号掩码的指针,第三个参数用于指定信号的行为。具体的信号行为取决于第三个参数的取值。如果该参数为NULL,则会直接将新的信号掩码设置为当前进程的信号掩码;如果该参数为SIG_BLOCK,则会将新的信号掩码与当前进程的信号掩码进行”与”操作,并将结果设置为当前进程的信号掩码;如果该参数为SIG_UNBLOCK,则会将新的信号掩码与当前进程的信号掩码进行”非”操作,并将结果设置为新的进程信号掩码。

五、信号掩码的实例操作

下面举一个简单的实例来介绍信号掩码的操作。在本实例中,我们将使用sigprocmask()函数来阻塞SIGINT和SIGQUIT信号,并稍微延迟一下,以模拟进程执行关键操作的场景。具体实现代码如下:

#include

#include

#include

void handle_signal(int sig) {

if (sig == SIGINT) {

printf(“Received SIGINT signal, ignoring\n”);

} else if (sig == SIGQUIT) {

printf(“Received SIGQUIT signal, ignoring\n”);

}

}

int mn() {

struct sigaction sa;

sa.sa_handler = handle_signal;

sa.sa_flags = 0;

sigemptyset(&sa.sa_mask);

sigaction(SIGINT, &sa, NULL);

sigaction(SIGQUIT, &sa, NULL);

sigset_t mask;

sigemptyset(&mask);

sigaddset(&mask, SIGINT);

sigaddset(&mask, SIGQUIT);

if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL) == -1) {

printf(“Error blocking signals\n”);

return -1;

}

printf(“Signals blocked, sleeping for 10 seconds\n”);

sleep(10);

if (sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &mask, NULL) == -1) {

printf(“Error unblocking signals\n”);

return -1;

}

printf(“Signals unblocked, exiting\n”);

return 0;

}

以上实例中,我们首先定义了一个信号处理函数handle_signal(),该函数在接收到指定的信号时会忽略它们。然后我们使用sigaction()函数来注册该信号处理函数。接着,我们使用sigprocmask()函数来将SIGINT和SIGQUIT信号加入到信号掩码中,并将进程的信号掩码设置为该信号掩码。这样,在后续进程运行过程中,该进程就会自动忽略这两个信号。接下来,我们使用sleep()函数来延迟10秒,以模拟进程执行关键操作的场景。此时,如果进程接收到SIGINT或SIGQUIT信号,仍然会被忽略。我们又使用sigprocmask()函数将信号掩码还原为默认值。

六、

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操作系统实现的所有系统调用所构成的即程序接口或应用编程接口(ApplicationProgrammingInterface,API)。是应用程序同系统之间的接口。Linux系统调用,包含了大部分常用系统调用和由系统调用派生出的的函数。一、进程控制:fork创建一个新进程clone按指定条件创建子进程execve运行可执行文件exit中止进程_exit立即中止当前进程getdtablesize进程所能打开的更大文件数getpgid获取指定进程组标识号setpgid设置指定进程组标志号getpgrp获取当前进程组标识号setpgrp设置当前进程组标志号getpid获取进程标识号getppid获取父进程标识号getpriority获取调度优先级setpriority设置调度优先级modify_ldt读写进程的本地描述表nanosleep使进程睡眠指定的时间nice改变分时进程的优先级pause挂起进程,等待信号personality设置进程运行域prctl对进程进行特定操作ptrace进程跟踪sched_get_priority_max取得静态优先级的上限sched_get_priority_min取得静态优先级的下限sched_getparam取得进程的调度参数sched_getscheduler取得指定进程的调度策略sched_rr_get_interval取得按RR算法调度的实时进程的时间片长度sched_setparam设置进程的调度参数sched_setscheduler设置指定进程的调度策略和参数sched_yield进程主动让出处理器,并将自己等候调度队列队尾vfork创建一个子进程,以供执行新程序,常与execve等同时脊仔使用wait等待子进程终止wait3参见waitwaitpid等待指定子进程终止wait4参见waitpidcapget获取进程权限capset设置进程权限getsid获取会晤标识号setsid设置会晤标识号二、文件系统控制1、文件读写操作fcntl文件控制open打开文件creat创建新文件close关闭文件描述字read读文件write写文件readv从文件读入数据到缓冲数组中writev将缓冲数组里的数据写入文件pread对文件随机读pwrite对文件随机写lseek移动文件指针_llseek在64位地址空间里移动文件指针dup复制已打开的文件描述字dup2按指定条件复制文件描述字flock文件加/解锁pollI/O多路转换truncate截断文件ftruncate参见truncateumask设置文件权限掩码fsync把文件在内存中的部分写回磁盘2、文件系统操作access确定文件的可存取性chdir改变当前工作目录fchdir参见chdirchmod改变文件方式fchmod参见chmodchown改变文件的属主或用户组fchown参见chownlchown参见chownchroot改变根目录stat取文件状态信息lstat参渣野竖见statfstat参见statstatfs取文件系统信息fstatfs参见statfsreaddir读取目录项getdents读取目录项mkdir创建目录mknod创建索引节点rmdir删除目录rename文件改名link创建链接symlink创建符号链接unlink删除链接readlink读符号链接的值mount安装文件系统umount卸下文件系统ustat取文件系统信息utime改变文件的访问修改时间utimes参见utimequotactl控制磁盘配额三、系统控制ioctlI/O总控制函数_sysctl读/写系统参数acct启用或禁止进程记账getrlimit获取系统资源上限setrlimit设置系统资源上限getrusage获取系统资源使用情况uselib选择要使用的二进制函数库ioperm设置端口I/O权限iopl改变进程I/O权限级别outb低级端口操作reboot重新启动swapon打开交换文件和设备swapoff关闭交换文如大件和设备bdflush控制bdflush守护进程sysfs取核心支持的文件系统类型sysinfo取得系统信息adjtimex调整系统时钟alarm设置进程的闹钟getitimer获取计时器值setitimer设置计时器值gettimeofday取时间和时区settimeofday设置时间和时区stime设置系统日期和时间time取得系统时间times取进程运行时间uname获取当前UNIX系统的名称、版本和主机等信息vhangup挂起当前终端nfsservctl对NFS守护进程进行控制vm86进入模拟8086模式create_module创建可装载的模块项delete_module删除可装载的模块项init_module初始化模块query_module查询模块信息*get_kernel_syms取得核心符号,已被query_module代替四、内存管理brk改变数据段空间的分配rk参见brkmlock内存页面加锁munlock内存页面解锁mlockall调用进程所有内存页面加锁munlockall调用进程所有内存页面解锁mmap映射虚拟内存页munmap去除内存页映射mremap重新映射虚拟内存地址msync将映射内存中的数据写回磁盘mprotect设置内存映像保护getpagesize获取页面大小sync将内存缓冲区数据写回硬盘cacheflush将指定缓冲区中的内容写回磁盘五、网络管理getdomainname取域名setdomainname设置域名gethostid获取主机标识号sethostid设置主机标识号gethostname获取本主机名称sethostname设置主机名称六、socket控制socketcallsocket系统调用socket建立socketbind绑定socket到端口connect连接远程主机accept响应socket连接请求send通过socket发送信息sendto发送UDP信息sendmsg参见sendrecv通过socket接收信息recvfrom接收UDP信息recvmsg参见recvlisten监听socket端口select对多路同步I/O进行轮询shutdown关闭socket上的连接getsockname取得本地socket名字getpeername获取通信对方的socket名字getsockopt取端口设置setsockopt设置端口参数sendfile在文件或端口间传输数据socketpair创建一对已联接的无名socket七、用户管理getuid获取用户标识号setuid设置用户标志号getgid获取组标识号setgid设置组标志号getegid获取有效组标识号setegid设置有效组标识号geteuid获取有效用户标识号seteuid设置有效用户标识号setregid分别设置真实和有效的的组标识号setreuid分别设置真实和有效的用户标识号getresgid分别获取真实的,有效的和保存过的组标识号setresgid分别设置真实的,有效的和保存过的组标识号getresuid分别获取真实的,有效的和保存过的用户标识号setresuid分别设置真实的,有效的和保存过的用户标识号setfsgid设置文件系统检查时使用的组标识号setfsuid设置文件系统检查时使用的用户标识号getgroups获取后补组标志清单setgroups设置后补组标志清单八、进程间通信ipc进程间通信总控制调用1、信号sigaction设置对指定信号的处理方法sigprocmask根据参数对信号集中的信号执行阻塞/解除阻塞等操作sigpending为指定的被阻塞信号设置队列sigsuspend挂起进程等待特定信号signal参见signalkill向进程或进程组发信号*sigblock向被阻塞信号掩码中添加信号,已被sigprocmask代替*siggetmask取得现有阻塞信号掩码,已被sigprocmask代替*sigsetmask用给定信号掩码替换现有阻塞信号掩码,已被sigprocmask代替*sigmask将给定的信号转化为掩码,已被sigprocmask代替*sigpause作用同sigsuspend,已被sigsuspend代替sigvec为兼容BSD而设的信号处理函数,作用类似sigactionssetmaskANSIC的信号处理函数,作用类似sigaction2、消息msgctl消息控制操作msgget获取消息队列msgsnd发消息msgrcv取消息3、管道pipe创建管道4、信号量semctl信号量控制semget获取一组信号量semop信号量操作5、共享内存shmctl控制共享内存shmget获取共享内存shmat连接共享内存shmdt拆卸共享内存

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