打电话叫程序起床

当计算机中发生了进程需要知道的事情时，操作系统就会向进程发送信号。比如用户想中断进程或“杀死”进程，或进程企图做一件它不应该做的事情，比如访问受限存储器。

除了在发生错误时使用，有时进程也需要产生自己的信号，比如闹钟信号SIGALRM。闹钟信号通常由进程的间隔定时器创建。间隔定时器就像一台闹钟：你可以定一个时间，其间程序就会去做其他事情：

打电话叫程序起床 - 图1

尽管程序正忙着做其他事，计时器还是会在后台运行，120秒以后……

…定时器发出SIGALRM信号

当进程收到信号以后就会停止手中一切工作来处理信号。进程在收到闹钟信号以后默认会结束进程，但通常情况下使用定时器不是为了让它帮你“杀死”程序，而是为了利用闹钟信号的处理器去做另一件事：

打电话叫程序起床 - 图2

闹钟信号可以实现多任务。如果需要每隔几秒运行一个任务，或者想限制花费在某个任务上的时间，就可以用闹钟信号让程序打断自己。

打电话叫程序起床 - 图3

不要同时使用alarm()和sleep()。

sleep()函数会让程序沉睡一段时间。和alarm()函数一样，它也使用了间隔计时器，因此同时使用这两个函数会发生冲突。

　

打电话叫程序起床 - 图4重置信号与忽略信号

你已经见过如何设置自定义信号处理器了，但如果你想还原默认的信号处理器怎么办？signal.h头文件中有一个特殊的符号SIG_DFL，它代表以默认方式处理信号。

  1. catch_signal(SIGTERM, SIG_DFL);

打电话叫程序起床 - 图5

同时，你还可以用SIG_IGN符号让进程忽略某个信号。

  1. catch_signal(SIGINT, SIG_IGN);

打电话叫程序起床 - 图6

在你决定忽略某个信号前一定要慎重考虑，信号是控制进程和终止进程的重要方式，如果忽略了它们，程序就很难停下来。

　

这里没有蠢问题

问：我能把闹钟定在几分之一秒后响铃吗？

答：可以是可以，但很复杂。需要用另一个函数setitimer()，它可以把进程间隔计时器的单位设为几分之一秒。

问：具体怎么做？

答：详情请见http://tinyurl.com/3o7hzbm。

问：为什么一个进程只有一个定时器？

答：定时器由操作系统的内核管理，如果一个进程有很多定时器，内核就会变得很慢，因此操作系统需要限制进程能使用的定时器个数。

问：定时器可以实现多任务？太好了，也就是说我能同时做几件事？

答：非也。别忘了，进程在处理信号时会停止一切工作，也就是说一次只能做一件事，稍后会看到如何让代码同时做多件事。

问：重复设置定时器会怎么样？

答：每次调用alarm()函数都会重置定时器，也就是说如果把闹钟调到10秒，但过一会儿又把它设为了10分钟，那么闹钟信号10分钟以后才会触发，第一个10秒计时就失效了。

　

打电话叫程序起床 - 图7练习

这个程序用来测试用户的数学水平，它要求用户做乘法。程序的结束条件如下：

  1. 用户按了Ctrl-C。

  2. 回答时间超过5秒。

程序在结束时会显示最终得分并把退出状态设为0。

打电话叫程序起床 - 图8

　

打电话叫程序起床 - 图9练习解答

这个程序用来测试用户的数学水平，它要求用户做乘法。程序的结束条件如下：

  1. 用户按了Ctrl-C。

  2. 回答时间超过5秒。

程序在结束时会显示最终得分并把退出状态设为0。

打电话叫程序起床 - 图10

打电话叫程序起床 - 图11试驾

为了测试这个程序，你需要多运行几遍。

测试一：按Ctrl-C

第一次先回答几个问题然后按Ctrl-C。

Ctrl-C向进程发送中断信号（SIGINT），程序显示最终得分然后调用exit()退出。

打电话叫程序起床 - 图12

测试二：等5秒

第二次，不按Ctrl-C，而是在一个问题出现后等待至少5秒，看看会发生什么。

闹钟信号（SIGALRM）触发了。程序在等用户输入答案，但用户花了太长时间，定时器信号被发送给了程序。程序马上跳转到times_up()处理器，先显示了“TIME'S UP!”消息，然后把信号升级为SIGINT，于是程序显示出了最后的得分。

打电话叫程序起床 - 图13

虽然信号有些复杂，但很好用。信号可以让程序从容结束，而间隔定时器可以帮助处理一些超时任务。

这里没有蠢问题

问：信号按什么顺序发送，程序就会按什么顺序接收吗？

答：如果两个信号发送间隔很短就不会，操作系统会先发送它认为更重要的信号。

问：总是如此吗？

答：取决于你的平台。例如在Cygwin的很多版本中，信号会按发送的顺序接收，但通常不应该做这样的假设。

问：如果一个信号发送了两次，进程都会接收到吗？

答：还是要看情况，在Linux和Mac中，如果一个信号在很短的时间里发送了两次，内核只会发送其中的一个；而在Cygwin中两个信号都会发送，但不应该做这样的假设。

　

打电话叫程序起床 - 图14要点

  • 操作系统用信号来控制进程。

  • 程序通常用信号来结束。

  • 进程收到信号后会运行信号处理器。

  • 大部分错误信号的默认处理器会终止程序。

  • 可以用sigaction()函数替换处理器。

  • 可以用raise()向自己发送信号。

  • 间隔定时器发送SIGALRM信号。

  • alarm()函数设置间隔定时器。

  • 每个进程只能有一个定时器。

  • 不要同时使用sleep()和alarm()。

  • kill命令可以向进程发送信号。

  • kill -KILL一定可以终止进程。