Linux操作系统中的信号与定时器详解

"Linux信号与定时器的详细讲解" 在Linux操作系统中，信号（Signal）和定时器（Timer）是进程间通信的重要手段，用于传递控制信息和实现特定时间间隔的操作。本章主要涵盖以下几个核心知识点： 1. **进程间通信与信号**： - **即时通信**：信号是最直接的通信方式，它要求信息被立即处理，类似于硬件中断。常见的信号包括进程终止信号（如SIGKILL和SIGTERM）、定时器信号（如SIGALRM）和用户自定义信号。 - **非即时通信**：包括共享内存、邮箱、管道、套接字等，这些方法允许信息在进程间异步传输。 2. **Linux系统中的信号**： - Linux支持多种信号，每种信号都有特定的含义和预定义的行为。例如，SIGINT用于处理用户按下Ctrl+C中断程序，SIGTERM则允许程序优雅地终止。 - 信号可以通过`kill`命令或者在程序中使用`raise`或`sigqueue`函数发送。 3. **信号操作相关数据结构**： - `struct sigaction`：用于定义信号处理函数、信号掩码（sa_mask）和标志（sa_flags）。`sa_handler`指定信号处理函数，`sa_mask`定义在处理信号期间阻止哪些其他信号，`sa_flags`包含行为选项，如SA_NOCLDSTOP防止子进程停止的通知。 - `struct timeval`和`structitimerval`：用于表示时间值，前者包含秒和微秒，后者用于定时器，包含周期性间隔（it_interval）和单次事件间隔（it_value）。 4. **信号操作相关函数**： - `signal`函数：用于设置信号处理函数，但不支持信号掩码和复杂的标志设置。 - `sigaction`函数：更高级的接口，允许设置信号处理函数、信号掩码和标志，提供了更多的控制。 - `gettimeofday`和`settimeofday`：获取和设置当前时间，常用于与定时器配合。 - `alarm`函数：创建一个定时器，当指定的秒数过去后发送SIGALRM信号。 - `timer_settime`和`timer_gettime`：POSIX定时器接口，提供了更精确的定时和回调功能。 5. **定时器**： - **POSIX定时器**：包括`struct itimerspec`，提供了比信号更灵活的定时功能，如可以设置一次性或周期性的触发，而且可以关联特定的信号或者回调函数。 - **Linux定时器API**：包括`timer_create`、`timer_settime`等，它们允许程序员创建、启动和管理定时器，当定时器到期时，可以发送信号或调用指定的回调函数。 理解并熟练运用这些概念和函数，能帮助开发者编写出能够响应特定事件、定时执行任务的高效Linux程序。在实际编程中，合理利用信号和定时器可以实现复杂的应用场景，如后台服务监控、数据采集、实时系统等。