Unix 中 processes 之間溝通有很多種,本篇介紹 signal 的簡易使用。可以先閱讀 Beej 的介紹。顧名思義,signal 就是程序發送和接受訊號,例如我們在使用 Shell 的時候,之所以 Ctrl-C 可以中斷程式執行,就是因為 Shell 捕捉到 Ctrl-C 發送的 SIGINT 訊號,知道有一個 interrupt signal,所以將程式中斷。

發送 signal 可以用 sigaction()signal(),不過建議使用 sigaction 因為比較新,詳細差別可以看 Stack Overflow 這篇 「What is the difference between sigaction and signal?」。

如果想觸發 signal,可以用 kill()sigqueue(),差別在於後者僅限 Linux,但後者可以藉由傳送 siginfo 加一些資訊在 signal 中。此外一些 system call 本身也會觸發 signal,例如如果嘗試 send() 到不存在的 socket,就會觸發 SIGPIPE

以下為簡單範例,如果想知道更詳盡參數設定,還是要去看 man:

// signal.cc
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv) {
  // 宣告 sigaction 物件
  struct sigaction act;
  memset(&act, 0, sizeof act);

  // 建立 signal handler,應該盡可能簡化 handler 要做的事情
  // 並且要小心 signal 執行時,原程式已經在做了一樣的事情
  act.sa_sigaction = [](int signo, siginfo_t *info, void *context) {
    if (signo == SIGINT) { // 接收 Ctrl-C
      printf("Received SIGINT.\n");
    } else if (signo == SIGUSR1) { // 接收數字
      int int_val = info->si_value.sival_int;
      printf("recieve: %d\n", int_val);
    } else if (signo == SIGUSR2) { // 接收指標
      void *ptr = info->si_value.sival_ptr;
      printf("recieve: %p\n", ptr);
    }
  };

  // sa_sigaction 必須搭配 SA_SIGINFO,否則會呼叫 act.sa_handler
  // 但我們要 sa_sigaction 才能接收 siginfo
  //
  // 其他參數:
  //  重新啟動可被中斷的 system call 要設 SA_RESTART
  //  想要有 SIGCHLD 需要設 SA_NOCLDWAIT;
  act.sa_flags = SA_SIGINFO;

  // 設定 SIGUSR1
  if (0 != sigaction(SIGUSR1, &act, NULL)) {
    perror("sigaction () failed installing SIGUSR1 handler");
    return EXIT_FAILURE;
  }
  // 設定 SIGUSR2
  if (0 != sigaction(SIGUSR2, &act, NULL)) {
    perror("sigaction() failed installing SIGUSR2 handler");
    return EXIT_FAILURE;
  }

  // 設定 SIGINT
  if (0 != sigaction(SIGINT, &act, NULL)) {
    perror("sigaction() failed installing SIGUSR2 handler");
    return EXIT_FAILURE;
  }

  // 執行 15 秒,過程中可以嘗試按 Ctrl-C
  for (int i = 1; i <= 15; i++) {
    // 第二秒觸發 SIGUSR1 並送出 123
    if (i == 2) {
      union sigval value;

      // 目標 process 的 pid,這邊要送給自己,為自己的 pid
      int pid = getpid();

      // sigval 是 union,sival_int 或 sival_ptr 只能擇一
      value.sival_int = 123;

      if (sigqueue(pid, SIGUSR1, value) == 0) {
        printf("signal sent successfully!!\n");
      } else {
        perror("SIGSENT-ERROR:");
      }
    }

    // 第二秒觸發 SIGUSR2 並送出 act 的地址
    if (i == 4) {
      union sigval value;
      pid_t pid = getpid();

      value.sival_ptr = &act;
      if (sigqueue(pid, SIGUSR2, value) == 0) {
        printf("signal sent successfully!!\n");
      } else {
        perror("SIGSENT-ERROR:");
      }
    }

    // 第二秒觸發 SIGUSR1 並送出 3333
    if (i == 6) {
      union sigval value;
      int pid = getpid();

      value.sival_int = 3333;
      if (sigqueue(pid, SIGUSR1, value) == 0) {
        printf("signal sent successfully!!\n");
      } else {
        perror("SIGSENT-ERROR:");
      }
    }

    printf("Tick #%d.\n", i);

    sleep(1);
  }

  return EXIT_SUCCESS;
}

執行結果如下

$ g++ signal.cc
$ ./a.out
Tick #1.
recieve: 123
signal sent successfully!!
Tick #2.
Tick #3.
^CReceived SIGINT.
recieve: 0x7ffde08e7970
signal sent successfully!!
Tick #4.
Tick #5.
^CReceived SIGINT.
recieve: 3333
signal sent successfully!!
Tick #6.
^CReceived SIGINT.
Tick #7.
Tick #8.
^CReceived SIGINT.
Tick #9.
^CReceived SIGINT.
Tick #10.
Tick #11.
^CReceived SIGINT.
Tick #12.
Tick #13.
Tick #14.
Tick #15.