• 系统编程 day08 信号函数（信号量的使用方法，申请信号量初始化信号量 销毁信号的函数 (signal 信号捕捉函数）

    1.线程同步-信号量

    信号量从本质上是一个非负整数计数器，通常被用来控制对公共资源的访问。     

    当可用的公共资源增加时，调用函数sem_post()增加信号量。 只有当信号量值大于０时，函数sem_wait()才能返回，并将信号量的值减1，当信号量等于0时，sem_wait()将被阻塞直到信号量的值大于0。 函数sem_trywait()是函数sem_wait()的非阻塞版本。

    2.信号量也就是操作系统中所用到的PV 原语，它广泛用于进程或线程间的同步与互斥。

    信号量本质上是一个非负的整数计数器，它被用来控制对公共资源的访问。     

    PV原语的工作原理:PV原语是对整数计数器信号量sem的操作。一次P操作使sem减一，而一次V操作使sem 加一。进程（或线程）根据信号量的值来判断是否对公共资源具有访问权限。当信号量sem 的值大于等于零时，该进程（或线程）具有公共资源的访问权限；相反，当信号量sem的值小于零时，该进程（或线程）就将阻塞直到信号量sem的值大于等于0 为止。

    3.sem_init用于创建无名信号量并初始化它的值

    头文件：#include

    原型：int sem_init(sem_t *sem,int pshared,unsigned int value)；

    参数： sem：信号量 pshared：决定信号量能否在几个进程间共享。由于目前Linux还没有实现进程间共享信号量，所以这个值只能够取0     value：信号量初始化值

    返回值：成功：0       出错：-1

    4.sem_getvalue--得到信号量值

    头文件：#include

    原型：int sem_getvalue(sem_t *sem，int * val);

    参数：sem为指向信号灯的指针，val是用于存储所查询到的信号量值

    返回值：成功返回0,失败返回-1

    5.sem_destroy--清理信号量

    头文件：#include

    原型：int sem_destroy (sem_t * sem);

    参数：sem为指向信号量的指针

    返回值：成功返回0,失败返回-1

    6.sem_wait-等待共享资源   （  -1 函数）

    sem_trywait--等待共享资源

    参数：sem 指向信号灯的指针 返回值：若成功则返回0，否则返回-1。

    功能补充：可以用sem_wait来申请共享资源，sem_wait函数可以测试所指定信号灯的值，如果该值大于0，那就将它减1并立即返回。我们就可以使用申请来的共享资源了。如果该值等于0，调用线程就被进入睡眠状态，直到该值变为大于0，这时再将它减1，函数随后返回。sem_wait操作必须是原子的。

    sem_wait与sem_trywait的区别： sem_wait和sem_trywait相当于P操作，它们都能将信号量的值减一，两者的区别在于若信号量小于零时，

    sem_wait将会阻塞进程，  

    而sem_trywait则会立即返回

    int sem_post(sem_t *sem);    （ +1函数 ）

    7.头文件：#include

    函数原形：int sem_post(sem_t *sem);

    参数：sem 指向信号灯的指针

    返回值：若成功则返回0，否则返回-1。

    功能补充：当一个线程使用完某个信号灯时，它应该调用sem_post来告诉系统申请的资源已经用完。本函数和sem_wait函数的功能正好相反，它把所指定的信号灯的值加1，然后唤醒正在等待该信号灯值变为正数的任意线程。

    89..代码：

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:
    7. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    8. #include
    9. #include
    10. #include
    11. #include
    12. #include
    13. #include
    14. #include
    15. #include
    16. #include
    17. #include
    18. #include
    19. #include
    20. #include
    21. #include
    22. #include
    23. #include
    24. #include
    25. #include
    26. #include
    27. #include
    28. #include
    29. #include
    30. #include
    31. #include
    32. #include
    33. #include
    34. #include  //信号量的使用的函数
    35. // 0.信号量的使用方法
    36. //1.申请信号量
    37. //2.初始化信号量
    38. //3.p 操作　 -1操作
    39. //4.读写操作
    40. //5.ｖ操作　 +1操作
    41. //6.销毁信号量
    42. //
    43. int main(int argc,char *argv[])
    44. {
    45. 	
    46.  
    47. //1.申请信号量
    48. 	sem_t sem;
    49. //2.初始化信号量
    50. 	if(sem_init(&sem,0,1)<0)  //灯亮
    51. 	{
    52. 		perror("sem_init  error\n");
    53. 		return -1;
    54. 	}
    55. 	else
    56. 	{
    57. 		printf("sem_init ok\n");
    58. 	}
    59. 	//查看信号量
    60. 	int value =0;
    61. 	sem_getvalue(&sem,&value);
    62. 	printf("1 value =  %d\n",value);
    63. 	
    64.  
    65. //3.p 操作　 -1操作
    66. 	sem_wait(&sem); //关灯操作  (堵塞版)
    67. 	sem_getvalue(&sem,&value);
    68. 	printf("2 value =  %d\n",value);
    69. 	
    70. 	int s=sem_post(&sem); //开灯操作
    71. 	if(s<0)
    72. 	{
    73. 		perror("sem_post error\n");
    74. 	}
    75. 	else
    76. 	{
    77. 		printf("sem_post ok\n");
    78. 	}
    79.  
    80. 	while(sem_trywait(&sem)) //不堵塞版开灯操作
    81. 	{
    82. 		perror("sem_trywait error\n");
    83. 		sleep(1);
    84. 	}
    85.  
    86. //4.读写操作
    87. 	printf("do something to resourme\n");
    88. //5.ｖ操作　 +1操作
    89. 	s=sem_post(&sem); //开灯操作
    90. 	if(s<0)
    91. 	{
    92. 		perror("sem_post error\n");
    93. 	}
    94. 	else
    95. 	{
    96. 		printf("sem_post ok\n");
    97. 	}
    98. 	sem_getvalue(&sem,&value);
    99. 	printf("3 value =  %d\n",value);
    100. //6.销毁信号量
    101. 	sem_destroy(&sem);
    102.        return 0;
    103.  
    104. }

    9.程序功能： 把信号量的方法用到 线程之中

    代码：

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:
    7. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    8. #include
    9. #include
    10. #include
    11. #include
    12. #include
    13. #include
    14. #include
    15. #include
    16. #include
    17. #include
    18. #include
    19. #include
    20. #include
    21. #include
    22. #include
    23. #include
    24. #include
    25. #include
    26. #include
    27. #include
    28. #include
    29. #include
    30. #include
    31. #include
    32. #include
    33. #include
    34. #include  //信号量的使用的函数
    35. // 0.信号量的使用方法
    36. //1.申请信号量
    37. //2.初始化信号量
    38. //3.p 操作　 -1操作
    39. //4.读写操作
    40. //5.ｖ操作　 +1操作
    41. //6.销毁信号量
    42. //
    43.  
    44.  
    45.  
    46. int num=100;
    47. //1.申请信号量 （全局变量）
    48. sem_t sem;
    49. void * pthread_fun1(void *arg)//创建线程的函数　
    50. {
    51. 	while(sem_trywait(&sem)) //不堵塞版关灯操作
    52. 	{
    53. 		perror("fun1 sem_trywait error\n");
    54. 		sleep(1);
    55. 	}
    56.  
    57. 	printf("this is %s %d %ld start \n",__func__,getpid(),pthread_self());
    58. 	for(int i=0;i<5;i++)
    59. 	{
    60. 		num+=1;
    61. 		printf("1111111 :%d\n",num);
    62. 		sleep(1);
    63. 	}
    64. 	printf("this is %s %d %ld end \n",__func__,getpid(),pthread_self());
    65. 	int s=sem_post(&sem); //开灯操作
    66. 	if(s<0)
    67. 	{
    68. 		perror("sem_post error\n");
    69. 	}
    70. 	else
    71. 	{
    72. 		printf("sem_post ok\n");
    73. 	}
    74.  
    75. }
    76.  
    77. void * pthread_fun2(void *arg)//创建线程的函数　
    78. {
    79. 	while(sem_trywait(&sem)) //不堵塞版关灯操作
    80. 	{
    81. 		perror("fun2 sem_trywait error\n");
    82. 		sleep(1);
    83. 	}
    84. 	printf("this is %s %d %ld start \n",__func__,getpid(),pthread_self());
    85. 	for(int i=0;i<5;i++)
    86. 	{
    87. 		num-=2;
    88. 		printf("22222222 :%d  \n",num);
    89. 		sleep(1);
    90. 	}
    91.  
    92. 	printf("this is %s %d %ld end \n",__func__,getpid(),pthread_self());
    93. 	int s=sem_post(&sem); //开灯操作
    94. 	if(s<0)
    95. 	{
    96. 		perror("sem_post error\n");
    97. 	}
    98. 	else
    99. 	{
    100. 		printf("sem_post ok\n");
    101. 	}
    102. }
    103.  
    104. void * pthread_fun3(void *arg)//创建线程的函数　
    105. {
    106. 	while(sem_trywait(&sem)) //不堵塞版关灯操作
    107. 	{
    108. 		perror("fun3 sem_trywait error\n");
    109. 		sleep(1);
    110. 	}
    111. 	printf("this is %s %d %ld start \n",__func__,getpid(),pthread_self());
    112. 	for(int i=0;i<5;i++)
    113. 	{
    114. 		num+=3;
    115. 		printf("333333333 :%d\n",num);
    116. 		sleep(1);
    117. 	}
    118. 	printf("this is %s %d %ld end \n",__func__,getpid(),pthread_self());
    119. 	int s=sem_post(&sem); //开灯操作
    120. 	if(s<0)
    121. 	{
    122. 		perror("sem_post error\n");
    123. 	}
    124. 	else
    125. 	{
    126. 		printf("sem_post ok\n");
    127. 	}
    128. }
    129.  
    130.  
    131. int main(int argc,char *argv[])
    132. {
    133. 	
    134.  
    135. //2.初始化信号量
    136. 	if(sem_init(&sem,0,1)<0)  //灯亮
    137. 	{
    138. 		perror("sem_init  error\n");
    139. 		return -1;
    140. 	}
    141. 	else
    142. 	{
    143. 		printf("sem_init ok\n");
    144. 	}
    145. 	//查看信号量
    146.  
    147.  
    148.  
    149.  
    150.  
    151. 	//创建线程
    152. 	int value =0;
    153. 	sem_getvalue(&sem,&value);
    154. 	printf("1 value =  %d\n",value);
    155. 	pthread_t tid1 =0;
    156. 	pthread_t tid2 =0;
    157. 	pthread_t tid3 =0;
    158. 	pthread_create(&tid1,NULL,pthread_fun1,NULL);
    159. 	pthread_create(&tid2,NULL,pthread_fun2,NULL);
    160. 	pthread_create(&tid3,NULL,pthread_fun3,NULL);
    161. 	
    162. 	
    163. 	pthread_join(tid1,NULL); //不接受子线程的退出状态
    164. 	pthread_join(tid2,NULL); //不接受子线程的退出状态
    165. 	pthread_join(tid3,NULL); //不接受子线程的退出状态
    166.  
    167. //6.销毁信号量
    168. 	sem_destroy(&sem);
    169.        return 0;
    170.  
    171. }

    10.信号的介绍：

    1.信号定义：信号（signal）:是进程之间相互传递消息的一种方法，信号全称为软中断信号，也称作软中断。信号用来通知进程发生了异步事件。 信号事件的发生有两个来源： 1硬件来源，比如我们按下了键盘或者其它硬件故障； 2软件来源，最常用信号相关系统函数是kill(), raise(), alarm()和setitimer()等函数，软件来源还包括一些非法运算等操作。  注意:信号只是用来通知某进程发生了什么事件，并不给该进程传递任何数据。

    2进程对信号的处理

    进程可以通过三种方式来响应和处理一个信号： 1忽略信号:忽略某个信号，对该信号不做任何处理，就象未发生过一样。 2捕捉信号:是类似中断的处理程序，对于需要处理的信号，进程可以指定处理函数，由该函数来处理.//编程。 3执行缺省操作:对该信号的处理保留系统的默认值，这种缺省操作，对大部分的信号的缺省操作是使得进程终止

    3Linux支持的信号列表

    11.信号发送与捕捉

    kill()和raise() kill函数同读者熟知的kill系统命令一样，可以发送信号给进程或进程组

    alarm()和pause()

    kill –l 命令查看系统支持的信号列表

    raise函数允许进程向自己发送信号

    alarm()也称为闹钟函数，它可以在进程中设置一个定时器。当定时器指定的时间到时，内核就向进程发送SIGALRM信号。

    pause()函数是用于将调用进程挂起直到收到信号为止。

     

     kill  函数：

    代码：

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:kill 函数的测试
    7. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    8. #include
    9. #include
    10. #include
    11. #include
    12. #include
    13. #include
    14. #include
    15. #include
    16. #include
    17. #include
    18. #include
    19. #include
    20. #include
    21. #include
    22. #include
    23. #include
    24. #include
    25. #include
    26. #include
    27. #include
    28. #include
    29. #include
    30. #include
    31. #include
    32. #include
    33. #include
    34. #include
    35. int main(int argc,char *argv[])
    36. {
    37. 	printf("%s start \n",__func__);
    38. 	//kill(getpid(),SIGKILL);
    39. 	//kill(getppid(),SIGKILL); //ctrl + d 关闭终端
    40. 	kill(getpid(),SIGTSTP);
    41. 	printf("%s end\n",__func__);
    42.  
    43.  
    44.        return 0;
    45.  
    46. }

    raise 函数 

    alarm 函数

    代码：

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:信号的其他函数
    7. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    8. #include
    9. #include
    10. #include
    11. #include
    12. #include
    13. #include
    14. #include
    15. #include
    16. #include
    17. #include
    18. #include
    19. #include
    20. #include
    21. #include
    22. #include
    23. #include
    24. #include
    25. #include
    26. #include
    27. #include
    28. #include
    29. #include
    30. #include
    31. #include
    32. #include
    33. #include
    34. #include
    35.  
    36. //1.raise  只能给自己发信号 
    37. //2.alarm　调用以后，内核在定的时间，到了之后，给本进程发送闹钟信号　（闹钟信号　的操作是终止本任务） 
    38. //3.abort  终止 //核心已转储的函数
    39. //4.pause　让调用本函数的任务　停止　知道内核给本任务发送信号
    40.  
    41. int main(int argc,char *argv[])
    42. {
    43. 	printf("%s  start\n",__func__);
    44. 	//raise(SIGKILL);//杀死
    45. 	//raise(SIGTSTP);//暂停
    46. 	//raise(SIGINT);//终止
    47. 	
    48. 	alarm(5);  //以秒为单位
    49. 	for(int i=1;i<=10;i++)
    50. 	{
    51. 		printf("this is  alarm sig!\n");
    52. 		sleep(1);
    53. 		if(i==2)
    54. 		{
    55. 			//abort();
    56. 			pause();
    57. 		}
    58.  
    59. 	}
    60.  
    61.  
    62. 	printf("%s   end\n",__FILE__);//文件名字
    63. 	
    64.  
    65.  
    66.        return 0;
    67.  
    68. }

    12.信号的处理

    特定的信号是与相应的事件相联系的 一个进程可以设定对信号的相应方式

    信号处理的主要方法有两种 使用简单的signal()函数

     signal() 使用signal函数处理时，需指定要处理的信号和处理函数 使用简单、易于理解

    代码：

    1. /************************************************************************************************************************************************************************************************************************
    2.  *文件名:
    3.  *作  者:She001
    4.  *时  间:
    5.  *版  本:
    6.  *作  用:signal 函数的使用
    7. ****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
    8. #include
    9. #include
    10. #include
    11. #include
    12. #include
    13. #include
    14. #include
    15. #include
    16. #include
    17. #include
    18. #include
    19. #include
    20. #include
    21. #include
    22. #include
    23. #include
    24. #include
    25. #include
    26. #include
    27. #include
    28. #include
    29. #include
    30. #include
    31. #include
    32. #include
    33. #include
    34. #include
    35. //1.signal    
    36. //2.A 任务　给　B任务　发送信号　B任务有三种回应　1．忽略　　2.捕获　3.缺省
    37. //
    38. //
    39.  
    40. void sigfun(int signo)
    41. {
    42. 	if(signo ==SIGINT )
    43. 	{
    44. 		printf("file is ctrl + c\n");
    45. 	}
    46. 	else if(signo == SIGQUIT)
    47. 	{
    48. 		printf("file is ctrl + \\ \n");
    49. 	}
    50. 	else if(signo ==SIGTSTP)
    51. 	{
    52. 		printf("file is ctrl + z  \n");
    53. 	}
    54. 	else if(signo=SIGALRM)
    55. 	{
    56. 		printf("alarm signal is  buhuo1\n");
    57. 	}
    58. }
    59.  
    60.  
    61. int main(int argc,char *argv[])
    62. {
    63. 	printf("this is signal test start\n");
    64. 	signal(SIGINT,sigfun);
    65. 	signal(SIGQUIT,sigfun);
    66. 	signal(SIGTSTP,sigfun);
    67. 	signal(SIGALRM,sigfun);
    68. 	int num =20;
    69. 	alarm(5);
    70. 	//还原信号原来的功能　signal(SIGINT, SIG_DFL)
    71. 	//忽略信号的功能　　  singal(SIGINT, SIG_IGN);
    72.  
    73. 	//可以捕获　alarm 函数的终止信号;
    74. 	while(num--)
    75. 	{
    76. 		printf("test num =%d\n",num);
    77. 		sleep(1);
    78. 	}
    79. 	printf("this is singal end \n");
    80.  
    81.        return 0;
    82.  
    83. }

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