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sigal mq_notify

發(fā)布時(shí)間：2025/3/15 编程问答 22 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 sigal mq_notify 小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

sigal & mq_notify?- [學(xué)習(xí)筆記]

Tag：signal?mq_notify

版權(quán)聲明：轉(zhuǎn)載時(shí)請(qǐng)以超鏈接形式標(biāo)明文章原始出處和作者信息及本聲明
http://yangdk.blogbus.com/logs/65056733.html

信號(hào)是軟件中斷，它提供了一種處理異步事件的方法

當(dāng)信號(hào)產(chǎn)生時(shí)有3種方法可以處理這個(gè)信號(hào)：
1.忽略，如signal(SIGINT, SIG_IGN)
2.捕捉，如signal(SIGINT, sigint_handler) sigint_handler是處理函數(shù)
3.系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作，如signal(SIGINT, SIG_DFL)

void (*signal(int signo, void (*func) (int))) (int);
?returns: the older hander if OK, SIG_ERR if error
signo是要捕捉的信號(hào)。
func則是signal handler(信號(hào)處理函數(shù))，

#define SIG_ERR?(void (*) ()) -1
#define SIG_DFL?(void (*) ()) 0
#define SIG_IGN?(void (*) ()) 1
這是<signal.h>頭文件中的定義，也說明了為什么SIG_DFL和SIG_IGN可以作為signal函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)，SIG_ERR可以是signal函數(shù)的返回值。

fork之后，子進(jìn)程集成父進(jìn)程的信號(hào)處理方式，而調(diào)用exec創(chuàng)建新進(jìn)程之后，新進(jìn)程并沒有繼承父進(jìn)程設(shè)置的信號(hào)處理方式。

在早期的UNIX版本中，信號(hào)是不可靠的（不可靠是指有可能丟失），下面兩個(gè)經(jīng)典實(shí)例將會(huì)說明這個(gè)問題：

實(shí)例1：
int sig_int();?/* my signal handling function */
...
signal(SIGINT, sig_int);?/* estableish handler */
...

sig_int()
{
?signal(SIGINT, sig_int)?/* reestablish handler for next time */
?...???/* process the signal ... */
}
從信號(hào)產(chǎn)生到信號(hào)處理函數(shù)重新設(shè)置信號(hào)處理函數(shù)這段時(shí)間內(nèi)有一個(gè)時(shí)間窗口，如果在這段時(shí)間內(nèi)再次收到信號(hào)，程序會(huì)按照SIGINT的默認(rèn)處理，也就是終止進(jìn)程

實(shí)例2：
int sig_int_flag;?/* set nonzero when signal occurs */

main()
{
?int sig_int();?/* my signal handling function */
?...
?signal(SIGINT, sig_int);?/* establish handler */
?while(sig_int_flag == 0)
??pause();??/* goto sleep, waiting for signal */
?...
}

sig_int()
{
?signal(SIGINT, sig_int);?/* reestablish handler for next time */
?sig_int_flag = 1;??/* set flag for main loop to examine */
}
程序的本意是等信號(hào)發(fā)生后，將標(biāo)志設(shè)為1，并把把程序從pause中喚醒，喚醒后程序判斷標(biāo)志已經(jīng)被改變，于是退出while循環(huán)，繼續(xù)執(zhí)行下面的操作，可是一旦消息在判斷標(biāo)志是否為0與pause()之間產(chǎn)生，該進(jìn)程將被終止或者是永遠(yuǎn)pause下去(假設(shè)不在產(chǎn)生信號(hào))，這個(gè)信號(hào)也就丟失了。

中斷的系統(tǒng)調(diào)用
早期UNIX的一個(gè)特性是，如果進(jìn)程在執(zhí)行一個(gè)低速系統(tǒng)調(diào)用而阻塞期間捕捉到一個(gè)信號(hào)，則該系統(tǒng)調(diào)用就被中斷不再繼續(xù)執(zhí)行。
如若read系統(tǒng)調(diào)用已接受并傳送數(shù)據(jù)至應(yīng)用程序緩沖區(qū)，但尚未接收到應(yīng)用程序請(qǐng)求的全部數(shù)據(jù)，此時(shí)被中斷，操作系統(tǒng)可以認(rèn)為系統(tǒng)調(diào)用失敗，并將errno設(shè)置為EINTR，另一種處理方法是允許該系統(tǒng)調(diào)用成功返回，返回已接收到的部分?jǐn)?shù)據(jù)量，write同理。
對(duì)某些系統(tǒng)可以通過判斷函數(shù)返回值和錯(cuò)誤碼來判斷是否低速系統(tǒng)調(diào)用被中斷，代碼如下：

again:
?if((n = read(fd, buf, BUFFSIZE)) < 0){
??if(errno == EINTR)
???goto again;?/* just an interrupted system call */
??/* handle other errors */
?}
為了幫助應(yīng)用程序不必處理被中斷的系統(tǒng)調(diào)用，4.2BSD引入了某些被中斷系統(tǒng)調(diào)用的自動(dòng)重啟動(dòng)的功能。自動(dòng)重啟動(dòng)的系統(tǒng)調(diào)用包括ioctl,read,readv,write,writev,wait和waitpid。
系統(tǒng)V的默認(rèn)工作方式是從不重啟系統(tǒng)調(diào)用。而BSD則重啟動(dòng)被信號(hào)中斷的系統(tǒng)調(diào)用。FreeBSD5.2.1, linux 2.4.22和Mac OS X 10.3的默認(rèn)方式是重啟被中斷的系統(tǒng)調(diào)用，而Solaris 9的默認(rèn)方式是出錯(cuò)返回，并將errno設(shè)置為EINTR，這樣看只有在Solaris上才需要上面的代碼。

信號(hào)集
int sigemptyset(sigset_t *set);???/* 清空所有信號(hào) */
int sigfillset(sigset_t *set);???/* 包括所有信號(hào) */
int sigaddset(sigset_t *set, int signo);?
int sigdelset(sigset_t *set, int signo);
?returns: 0 if OK, -1 if error

int sigismember(const sigset_t *set, int signo);
?returns: 1 if TRUE, 0 if FALSE, -1 if error

int sigprocmask(int how, const sigset_t *restrict set, sigset_t *restrict oset);
?returns: 0 if OK, -1 if error

如果oset非空，則oset返回當(dāng)前的信號(hào)屏蔽字

如果set非空，則how的取值決定了該函數(shù)的動(dòng)作
SIG_BLOCK? 使該進(jìn)程的信號(hào)屏蔽字為當(dāng)前屏蔽字與set的并集? set包含了我們希望阻塞的附加信號(hào)
SIG_UNBLOCK? 使該進(jìn)程的信號(hào)屏蔽字為當(dāng)前屏蔽字與set的補(bǔ)集的交集? set包含了我們希望解除阻塞的信號(hào)
SIG_SETMASK? 將set設(shè)置為當(dāng)前信號(hào)屏蔽字

如果set為空，how的值也就沒有意義

int sigpending(sigset_t *set);
?returns: 0 if OK, -1 if error
該函數(shù)通過set返回當(dāng)前未決的信號(hào)，即阻塞而沒有遞送的信號(hào)。

int sigaction(int signo, const struct sigaction *restrict act, struct sigaction *restrict oact);
?returns: 0 if OK, -1 if error
如果act非空，則要修改其動(dòng)作
如果oact非空，則返回該信號(hào)的上一動(dòng)作

struct sigaction{
??????? void??????????? (*sa_handler) (int);??? /* addr of signal handler, or SIG_IGN, or SIG_DFL */
??????? sigset_t??????? sa_mask;??????????????? /* or SIG_IGN, or SIG_DFL */
??????? int???????????? sa_flags;?????????????? /* additional signals to block */
????????
??????? /* alternate handler */
??????? void??????????? (*sa_sigaction) (int, sig_info_t, void *);
};
sa_handler為信號(hào)捕捉函數(shù)的地址
sa_mask 在調(diào)用信號(hào)捕捉函數(shù)之前，這個(gè)信號(hào)集要加入到進(jìn)程的信號(hào)屏蔽字中，從信號(hào)捕捉函數(shù)返回后再將進(jìn)程的信號(hào)屏蔽字復(fù)位為原先值。
sa_flags指定對(duì)信號(hào)處理的各個(gè)選項(xiàng)
sa_sigaction 當(dāng)sa_flags為SA_SIGINFO時(shí)，sa_sigaction是替代sa_handler成為信號(hào)處理函數(shù)

int sigsuspend(const sigset_t *sigmask);
?return: always be -1, set errno to EINTR

這個(gè)函數(shù)作用是：先將當(dāng)前進(jìn)程的信號(hào)屏蔽字設(shè)為sigmask，然后掛起等待一個(gè)信號(hào)，捕捉到信號(hào)后從sigsuspend返回，并恢復(fù)信號(hào)屏蔽字為調(diào)用此函數(shù)之前的狀態(tài)。

該函數(shù)是為了解決下面的問題而產(chǎn)生的：

sigset_t newmask, oldmask;

sigemptyset(&newmask);
sigaddset(&newmask, SIGINT);

/* block SIGINT and save current signal mask */
if(sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask) < 0)
??????? err_sys("SIG_BLOCK error");

/* critical region of code */

/* reset signal mask, which unblocks SIGINT */
if(sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL) < 0)
??????? err_sys("SIG_SETMASK error");

/* window is open, error is here */
pause();??????? /* wait for signal to occur */

/* continue processing */

如果信號(hào)在sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL)與pause之間deliver，那么該信號(hào)就會(huì)丟失，pause函數(shù)有可能永遠(yuǎn)等待下去，sigsuspend就相當(dāng)于把這兩個(gè)函數(shù)合并，成為一個(gè)原子操作。

這個(gè)函數(shù)一般的應(yīng)用場(chǎng)景：
sigset_t newmask, oldmask, waitmask;

sigemptyset(&newmask);
sigemptyset(&waitmask);
sigaddset(&newmask, SIGINT);
sigaddset(&waitmask, SIGUSR1);

/* block SIGINT and save current signal mask */
if(sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask) < 0)
??????? err_sys("SIG_BLOCK error");

/* critical region of code */

/* pause, allowing all signals except SIGUSR1 */
if(sigsuspend(&waitmask) != -1)
??????? err_sys("sigsuspend error");

/* reset signal mask, which unblocks SIGINT */
if(sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL) < 0)
??????? err_sys("SIG_SETMASK error");

/* continue processing */

下面是關(guān)于mq_notify和signal的介紹
我們?cè)趯?shí)現(xiàn)mq的接收模塊時(shí)，可能會(huì)采用msgrcv函數(shù)，但是在沒有消息的時(shí)候就得阻塞在msgrcv函數(shù)上，如果設(shè)置了nonblock標(biāo)識(shí)，我們就得不停地調(diào)用msgrcv查看是否有消息，這種輪詢非常地消耗CPU。
Posix message queue提供了這樣一個(gè)功能，當(dāng)有消息被插入到一個(gè)空的mq時(shí)，我們可以選擇向一個(gè)我們注冊(cè)的進(jìn)程發(fā)送一個(gè)信號(hào)或者創(chuàng)建一個(gè)線程，這樣就提供了一種異步處理消息的機(jī)制，在沒有消息的時(shí)候，進(jìn)程可以執(zhí)行別的操作，有消息后，mq會(huì)給注冊(cè)進(jìn)程發(fā)送信號(hào)，注冊(cè)進(jìn)程調(diào)用信號(hào)處理函數(shù)或接收消息或者新創(chuàng)建的線程接收消息。

int mq_notify(mqd_t, const struct sigevent *notification);
?returns: 0 if OK, -1 on error

以下是幾種典型的利用mq_notify實(shí)現(xiàn)異步事件的例子：

1.????? /* no signals blocked */
??????? sigemptyset(&zeromask);
??????? sigemptyset(&newmask);
??????? sigemptyset(&oldmask);
??????? sigaddset(&newmask, SIGUSR1);

??????? /* establish signal handler, enable notification */
??????? signal(SIGUSR1, sig_usr1);
??????? sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
??????? sigev.sigev_signo = SIGUSR1;
??????? stat = mq_notify(mqd, &sigev);
??????? if(0 != stat){
??????????????? perror("mq_notify");
??????????????? exit(-1);
??????? }

??????? for( ; ; ){

??????????????? /* block SIGUSR1 阻塞SIGUSR1信號(hào)，保護(hù)代碼臨界區(qū) */
??????????????? sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask);

??????????????? while(mqflag == 0){
??????????????????????? sigsuspend(&zeromask);/* 解除對(duì)SIGUSR1的阻塞并等待信號(hào)，返回時(shí)對(duì)SIGUSR1繼續(xù)阻塞 */
??????????????? }
??????????????? mqflag = 0;???????????? /*reset flag*/

??????????????? stat = mq_notify(mqd, &sigev);
??????????????? if(0 != stat){
??????????????????????? perror("mq_notify");
??????????????????????? exit(-1);
??????????????? }

??????????????? /* 接收全部消息，否則以后可能永遠(yuǎn)收不到信號(hào) */
??????????????? while((n = mq_receive(mqd, buff, attr.mq_msgsize, NULL)) >= 0){
??????????????????????? printf("read %ld bytes\n", (long) n);
??????????????? };

??????????????? if(errno != EAGAIN){
??????????????????????? perror("mq_receive error");
??????????????????????? exit(-1);
??????????????? }

??????????????? sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &newmask, NULL);?????? /* unblock SIGUSR1 */
??????? }

??????? exit(0);
}

static void sig_usr1(int signo)?/* 信號(hào)處理函數(shù)內(nèi)必須用可重入的函數(shù)，因此不能在這里面調(diào)用mq_receive接收消息 */
{
??????? signal(SIGUSR1, sig_usr1);
??????? mqflag = 1;

??????? return;
}

2.????? /* no signals blocked */
??????? sigemptyset(&newmask);
??????? sigaddset(&newmask, SIGUSR1);
??????? sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, NULL);

??????? /* establish signal handler, enable notification */
??????? sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
??????? sigev.sigev_signo = SIGUSR1;
??????? stat = mq_notify(mqd, &sigev);
??????? if(0 != stat){
??????????????? perror("mq_notify");
??????????????? exit(-1);
??????? }

??????? for( ; ; ){

??????????????? sigwait(&newmask, &signo);/* 等待產(chǎn)生在newmask中的未決的信號(hào) */
??????????????? if(signo == SIGUSR1){

??????????????????????? stat = mq_notify(mqd, &sigev);
??????????????????????? if(0 != stat){
??????????????????????????????? perror("mq_notify");
??????????????????????????????? exit(-1);
??????????????????????? }

??????????????????????? while((n = mq_receive(mqd, buff, attr.mq_msgsize, NULL)) >= 0){
??????????????????????????????? printf("read %ld bytes\n", (long) n);
??????????????????????? };

??????????????????????? if(errno != EAGAIN){
??????????????????????????????? perror("mq_receive error");
??????????????????????????????? exit(-1);
??????????????????????? }
??????????????? }

??????? }

??????? exit(0);
}

3.????? pipe(pipefd);

??????? for( ; ; ){

??????????????? FD_SET(pipefd[0], &rset);

??????????????? /* 這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，可以設(shè)置超時(shí)時(shí)間，超時(shí)后可以去執(zhí)行其他的操作，執(zhí)行完后繼續(xù)監(jiān)聽 */
??????????????? nfds? = select(pipefd[0] + 1, &rset, NULL, NULL, NULL);

??????????????? if(FD_ISSET(pipefd[0], &rset)){
??????????????????????? read(pipefd[0], &c, 1);

??????????????????????? while((n = mq_receive(mqd, buff, attr.mq_msgsize, NULL)) >= 0){
??????????????????????????????? printf("read %ld bytes\n", (long) n);
??????????????????????? };

??????????????????????? if(errno != EAGAIN){
??????????????????????????????? perror("mq_receive error");
??????????????????????????????? exit(-1);
??????????????????????? }

??????????????? }
??????? }

??????? exit(0);
}

static void sig_usr1(int signo)
{
??????? signal(SIGUSR1, sig_usr1);
??????? write(pipefd[1], "", 1);

??????? return;
}

Posix Realtime Signals(Posix 實(shí)時(shí)信號(hào))

實(shí)時(shí)信號(hào)是值在SIGRTMIN和SIGRTMAX之間的信號(hào)，下面是調(diào)用sigaction時(shí)的幾種動(dòng)作情況

signal????????? 指定SA_SIGINFO標(biāo)識(shí)?????????? 未指定SA_SIGINFO標(biāo)識(shí)

實(shí)時(shí)信號(hào)???????? 確保實(shí)時(shí)信號(hào)動(dòng)作????????????? 不能確保實(shí)時(shí)信號(hào)動(dòng)作
一般信號(hào)???????? 不能確保實(shí)時(shí)信號(hào)動(dòng)作????????? 不能確保實(shí)時(shí)信號(hào)動(dòng)作

如果我們想要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信號(hào)動(dòng)作，在用sigaction設(shè)置信號(hào)處理動(dòng)作時(shí)必須要用實(shí)時(shí)信號(hào)，而且要指定SA_SIGINFO標(biāo)識(shí)，到底什么是實(shí)時(shí)信號(hào)動(dòng)作呢？

實(shí)時(shí)信號(hào)動(dòng)作可以保證以下幾點(diǎn)：
1.信號(hào)排隊(duì)，比如，產(chǎn)生3次SIGRTMIN信號(hào)，SIGRTMIN信號(hào)就被遞送3次，而且是先進(jìn)先出(FIFO)。
2.當(dāng)多個(gè)不阻塞的實(shí)時(shí)信號(hào)排隊(duì)時(shí)，越小的優(yōu)先級(jí)越高，先被遞送，比如，排隊(duì)時(shí)SIGRTMIN就要排到SIGRTMAX的前面。
3.執(zhí)行普通信號(hào)的處理函數(shù)時(shí)，處理函數(shù)只能得到一個(gè)參數(shù)，即信號(hào)值，實(shí)時(shí)信號(hào)在執(zhí)行信號(hào)處理函數(shù)時(shí)則可以得到更多的信息
4.實(shí)時(shí)信號(hào)定義了很多新的函數(shù)，例如sigqueue函數(shù)實(shí)現(xiàn)了kill函數(shù)的功能，并能夠攜帶一個(gè)sigval結(jié)構(gòu)體。

typedef struct {
??????? int???????????? si_signo;?????? /* same value as signo argument */
??????? int???????????? si_code;??????? /* SI(USER, QUEUE, TIMEER, ASYNCIO, MESGQ) */
??????? union sigval??? si_value;?????? /* integer or pointer value from sender */
} siginfo_t;

si_code的值是由系統(tǒng)設(shè)定的：
SI_ASYNCIO????? 異步IO請(qǐng)求完成時(shí)，Posix的aio_XXX函數(shù)
SI_MESGQ??????? 消息被插入到空的mq時(shí)
SI_QUEUE??????? 用sigqueue發(fā)送消息時(shí)
SI_TIMER??????? timer_setting函數(shù)設(shè)置的時(shí)鐘過期時(shí)
SI_USER???????? 用kil發(fā)送信號(hào)時(shí)

si_value是由用戶設(shè)置的參數(shù)，它僅在si_code為QUEUE, TIMEER, ASYNCIO, MESGQ這四個(gè)值時(shí)才有意義。

最后是一個(gè)實(shí)時(shí)信號(hào)的例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <mqueue.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>

typedef void sigfunc_rt(int, siginfo_t *, void *);

static void sig_rt(int, siginfo_t *, void *);
sigfunc_rt * signal_rt(int signo, sigfunc_rt *func, sigset_t *mask);

#define MAX SIGRTMAX
//#define MAX 40

int main(int argc, char **argv)
{
??????? int i, j;
??????? pid_t pid;
??????? int stat = 0;
??????? sigset_t newset;
??????? union sigval val;

??????? printf("SIGRTMIN = %d, SIGRTMAX = %d\n", (int)SIGRTMIN, (int) SIGRTMAX);

??????? if((pid = fork()) == 0){

??????????????? /* child:block three realtime signals */
??????????????? sigemptyset(&newset);
??????????????? sigaddset(&newset, MAX);
??????????????? sigaddset(&newset, MAX - 1);
??????????????? sigaddset(&newset, MAX - 2);
??????????????? sigprocmask(SIG_BLOCK, &newset, NULL);

??????????????? signal_rt(MAX, sig_rt, &newset);
??????????????? signal_rt(MAX - 1, sig_rt, &newset);
??????????????? signal_rt(MAX - 2, sig_rt, &newset);

??????????????? /* let parentsend add the signals */
??????????????? sleep(6);

??????????????? sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &newset, NULL);
??????????????? /* let add queued signals be delivered */
??????????????? sleep(3);
??????????????? exit(0);
??????? }

??????? sleep(3);
??????? for(i = MAX; i >= MAX -2; i--){
??????????????? for(j = 0; j <= 2; j++){
??????????????????????? val.sival_int = j;
??????????????????????? sigqueue(pid, i, val);
??????????????????????? printf("sent signal %d, val = %d\n", i, j);
??????????????? }
??????? }
??????? exit(0);
}

static void sig_rt(int signo, siginfo_t *info, void *contest)
{
??????? printf("received signal #%d, code = %d, ival = %d\n",
??????????????????????? signo, info->si_code, info->si_value.sival_int);

??????? return;
}

sigfunc_rt * signal_rt(int signo, sigfunc_rt *func, sigset_t *mask)
{
??????? struct sigaction act, oact;

??????? act.sa_sigaction = func;??????? /* must stort function addr here */
??????? act.sa_mask = *mask;??????????? /* signals to block */
??????? act.sa_flags = SA_SIGINFO;????? /* must specify this for realtime */
??????? if(signo == SIGALRM){
#ifdef SA_INTERRUPT
??????????????? act.sa_flags |= SA_INTERRUPT;?? /*SUNOS 4.x*/
#endif
??????? }else{
#ifdef SA_RESTART
??????????????? act.sa_flags |= SA_RESTART;???? /*SVR4, 4.4BSD*/
#endif
??????? }

??????? if(sigaction(signo, &act, &oact) < 0)
??????????????? return ((sigfunc_rt *)SIG_ERR);
??????? return (oact.sa_sigaction);
}

這個(gè)程序在SOL10上執(zhí)行的結(jié)果是：
SIGRTMIN = 41, SIGRTMAX = 48
sent signal 40, val = 0
sent signal 40, val = 1
sent signal 40, val = 2
sent signal 39, val = 0
sent signal 39, val = 1
sent signal 39, val = 2
sent signal 38, val = 0
sent signal 38, val = 1
sent signal 38, val = 2
/export/home/yangdk/test/unp/s5/rtsignal>received signal #38, code = -2, ival = 0
received signal #38, code = -2, ival = 1
received signal #38, code = -2, ival = 2
received signal #39, code = -2, ival = 0
received signal #39, code = -2, ival = 1
received signal #39, code = -2, ival = 2
received signal #40, code = -2, ival = 0
received signal #40, code = -2, ival = 1
received signal #40, code = -2, ival = 2

由此可見相同德實(shí)時(shí)信號(hào)以FIFO排序，小的實(shí)時(shí)信號(hào)比大的實(shí)時(shí)信號(hào)的優(yōu)先級(jí)要高。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/seaney/p/3237566.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的sigal mq_notify的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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