Linux程序设计入门 - fork, pthread, and signals 在UNIX程序设计中，学会fork及signal的运用，算是相当基本的功夫。 fork()及signal经常运用在daemon守护神这一类常驻程序，另外像 a4c.tty/yact/chdrv这些中文终端机程序也有用到，一般如 Mozilla/Apache/Squid等大程序几乎都一定会用到。 虽然在UNIX下的程序写作，对thread的功能需求并非很大，但thread在现代的 作业系统中，几乎都已经存在了。pthread是Linux上的thread函数库，如果您 要在Linux下撰写多线程序，例如MP3播放程序，熟悉pthread的用法是必要的。 pthread及signal都可以用一大章来讨论。在这里，我只谈及最简单及常用的技 巧，当您熟悉这些基本技巧的运用後，再找一些专门深入探讨pthread及signal 程序写作的书籍来研究。这些进阶的写法，用到的机会较少，将层次分明，学 习速度应该会比较快。 程序分歧fork() fork()会产生一个与父程序相同的子程序，唯一不同之处在於其process id(pid)。 如果我们要撰写守护神程序，或是例如网路伺服器，需要多个行程来同时提供 多个连线，可以利用fork()来产生多个相同的行程。 函数宣告 pid_t fork(void); pid_t vfork(void); 返回值: -1 : 失败。 0 : 子程序。 >0 : 将子程序的process id传回给父程序。 在Linux下fork()及vfork()是相同的东西。 范例一: fork.c 在这个范例中，我们示范fork()的标准用法。 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> void main(void) { pid_t pid; printf("hello "); pid = fork(); switch (pid) { case -1: printf("failure! "); break; case 0: printf("I am child! "); break; default: printf("my child is %d ",pid); break; } for (;;) { /* do something here */ } } 编译: gcc -o ex1 fork.c 执行结果: ./ex1 & hello my child is 8650 I am child! 我们可以见到，使用fork()，可将一个程序分岐成两个。在分歧之前的程序码 只执行一次。 检验行程: ps | grep ex1 8649 p0 R 0:40 ./ex1 8650 p0 R 0:40 ./ex1 8649是父程序的pid，8650则为子程序的pid。 您会需要用到"killall ex1"来杀掉两个行程。 范例二: daemon.c 在UNIX中，我们一般都利用fork()，来实作所谓的"守护神程序"，也就是DOS中 所谓的"常驻程序"。一般的技巧是将父程序结束，而子程序便成为"守护神"。 这个范例中，示范一般标准的daemon写法。 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> void main(void) { pid_t pid; pid = fork(); if (pid>0) { printf("daemon on duty! "); exit(0); } else if (pid<0) { printf("Can't fork! "); exit(-1); } for (;;) { printf("I am the daemon! "); sleep(3); /* do something your own here */ } } 编译: gcc -o ex2 daemon.c 执行结果: ./ex2 daemon on duty! I am the daemon! 接下来每三秒钟，都会出现一个"I am the daemon!"的讯息，这表示您的程序 已经"长驻"在系统中了。 检验行程: ps | grep ex2 8753 p0 S 0:00 ./ex2 注意到在范例一中，我们下的指令为"./ex1 &"，而在范例二中为"./ex2"，没 有"&"符号。 范例三: lock.c 许多的时候，我们希望"守护神"在系统中只有一个，这时候会需要用到pid lock的技巧。如果您注意到/var/run目录中的内容，您会发现到有许多的*.pid 档，观看其内容都是一些数字，这些数字其实就是该行程的pid。 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> void main(void) { FILE *fp; pid_t pid; exit(-1); } act.sa_handler = quit; act.sa_flags = 0; sigemptyset(&act.sa_mask); sigaction(SIGTERM,&act,NULL); sigaction(SIGHUP,&act,NULL); sigaction(SIGINT,&act,NULL); sigaction(SIGQUIT,&act,NULL); sigaction(SIGUSR1,&act,NULL); sigaction(SIGUSR2,&act,NULL); for (;;) { sleep(3); } } 编译: gcc -o ex1 lock.c 执行 ./ex1 daemon on duty! 送信号 我们先找出该守护神程序的pid PID=`cat /var/run/lock.pid` 接下来利用kill来送信号 kill $PID Receive signal 15 程序将会结束，并且/var/run/lock.pid将会被删除掉，以便下一次daemon再启 动。注意到如果quit函数内，没有放exit()，程序 将永远杀不掉。 接下来送一些其它的信号试试看。 ./ex1 PID=`cat /var/run/lock.pid` kill -HUP $PID Receive signal 1 您可以自行试试 kill -INT $PID kill -QUIT $PID kill -ILL $PID . . . 等等这些信号，看看他们的结果如何。 信号的定义 在/usr/include/signum.h中有各种信号的定义 #define SIGHUP 1 /* Hangup (POSIX). */ #define SIGINT 2 /* Interrupt (ANSI). */ #define SIGQUIT 3 /* Quit (POSIX). */ #define SIGILL 4 /* Illegal instruction (ANSI). */ #define SIGTRAP 5 /* Trace trap (POSIX). */ #define SIGABRT 6 /* Abort (ANSI). */ #define SIGIOT 6 /* IOT trap (4.2 BSD). */ #define SIGBUS 7 /* BUS error (4.2 BSD). */ #define SIGFPE 8 /* Floating-point exception (ANSI). */ #define SIGKILL 9 /* Kill, unblockable (POSIX). */ #define SIGUSR1 10 /* User-defined signal 1 (POSIX). */ #define SIGSEGV 11 /* Segmentation violation (ANSI). */ #define SIGUSR2 12 /* User-defined signal 2 (POSIX). */ #define SIGPIPE 13 /* Broken pipe (POSIX). */ #define SIGALRM 14 /* Alarm clock (POSIX). */ #define SIGTERM 15 /* Termination (ANSI). */ #define SIGSTKFLT 16 /* ??? */ #define SIGCLD SIGCHLD /* Same as SIGCHLD (System V). */ #define SIGCHLD 17 /* Child status has changed (POSIX). */ #define SIGCONT 18 /* Continue (POSIX). */ #define SIGSTOP 19 /* Stop, unblockable (POSIX). */ #define SIGTSTP 20 /* Keyboard stop (POSIX). */ #define SIGTTIN 21 /* Background read from tty (POSIX). */ #define SIGTTOU 22 /* Background write to tty (POSIX). */ #define SIGURG 23 /* Urgent condition on socket (4.2 BSD). */ #define SIGXCPU 24 /* CPU limit exceeded (4.2 BSD). */ #define SIGXFSZ 25 /* File size limit exceeded (4.2 BSD). */ #define SIGVTALRM 26 /* Virtual alarm clock (4.2 BSD). */ #define SIGPROF 27 /* Profiling alarm clock (4.2 BSD). */ #define SIGWINCH 28 /* Window size change (4.3 BSD, Sun). */ #define SIGPOLL SIGIO /* Pollable event occurred (System V). */ #define SIGIO 29 /* I/O now possible (4.2 BSD). */ #define SIGPWR 30 /* Power failure restart (System V). */ #define SIGUNUSED 31 函数宣告: Signal Operators int sigemptyset(sigset_t *set); int sigfillset(sigset_t *set); int sigaddset(sigset_t *set, int signum); int sigdelset(sigset_t *set, int signum); int sigismember(const sigset_t *set, int signum); Signal Handling Functions int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact); int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset); int sigpending(sigset_t *set); int sigsuspend(const sigset_t *mask); Structure Signal Action struct sigaction { void (*sa_handler)(int); sigset_t sa_mask; int sa_flags; void (*sa_restorer)(void); } OK STATION, Webmaster, Brian Lin