一、软中断信号

软中断信号（$signal$，又简称为信号）用来通知进程发生了事件。进程之间可以通过调用kill函数发送软中断信号。$Linux$ 内核也可能给进程发送信号，通知进程发生了某个事件（例如内存越界）。
注意：信号只是用来通知某进程发生了什么事件，无法给进程传递任何数据，进程对信号的处理方法有三种：
① 忽略某个信号，对该信号不做任何处理，就像未发生过一样。
② 设置中断的处理函数，收到信号后，由该函数来处理。
③ 对该信号的处理采用系统的默认操作，大部分的信号的默认操作是终止进程。

常用信号

信号名	信号值	发出信号的原因
SIGINT	2	键盘中断 ctrl + c
SIGTERM	15	采用kill 进程编号或killall 程序名通知程序
SIGKILL	9	采用kill -9 进程编号强制杀死程序

常用信号处理方法

信号处理方法	作用
SIG_IGN	忽视信号
SIG_DFL	默认的信号处理程序

更具体内容下文会提及

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二、函数介绍

（1）wait函数

#include<sys/types.h>
#include<wait.h>		//头文件
pid_t wait(int *status)		//函数原型
（pid_t 是一个宏定义，其实质是int 被定义在#include<sys/types.h>中）

wait函数作用是阻塞父进程，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了子进程，即调用成功，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回被收集的子进程的进程ID；如果调用进程没有子进程，调用就会失败，此时wait返回$-1$。
因此wait函数有三个功能：
① 阻塞父进程，等待子进程退出。
② 回收子进程残留资源。
③ 获取子进程结束状态(即返回值)。
参数 $status$ 用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向 $int$ 类型的指针。如果只是把子进程消灭掉，则设定这个参数为 $NULL$ 或 $0$ 就可以了,即wait(NULL)或wait(0)。

wait函数一旦被调用，就会一直阻塞在这里，直到有一个子进程退出出现为止。

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（2）signal函数

#include<signal.h>		//头文件
void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int)		//函数原型
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler)	//用typedef处理过的signal函数

signal函数可以设置程序对信号的处理方式。
（对 $typedef$ 处理过的函数进行说明）
参数 $signum$ 表示信号的编号。
参数 $handler$ 表示信号的处理方式，有三种情况：
① SIG_IGN：忽略参数$signum$所指的信号。
② 一个自定义的处理信号的函数，信号的编号为这个自定义函数的参数。
③ SIG_DFL：恢复参数$signum$所指信号的处理方法为默认值。
这里不解释其返回值，它的返回值对本次内容关系不大。

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（3）sleep函数

#include<unistd.h>		//头文件
unsigned int sleep (unsigned int seconds)	//函数原型

进程执行挂起一段时间，也就是等待一段时间在继续执行。（参数$seconds$单位为秒）

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（4）kill函数

#include<sys/types.h>
#include<signal.h>		//头文件
int kill(pid_t pid, int sig)		//函数原型

kill函数用于在程序中向其它进程或者线程发送信号。
参数$pid$ 有几种情况：
① $pid>0$ 将信号传给进程号为 $pid$ 的进程。
② $pid=0$将信号传给和目前进程相同进程组的所有进程，常用于父进程给子进程发送信号，注意，发送信号者进程也会收到自己发出的信号。
③ $pid=-1$ 将信号广播传送给系统内所有的进程，例如系统关机时，会向所有的登录窗口广播关机信息。
参数$sig$ 用作准备发送的信号代码。
返回值： 成功执行时，返回 $0$；失败时返回$-1$。

对于pid的值的理解可以参考：
https://blog.csdn.net/weixin_45920385/article/details/109555124

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三、示例

（1）

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<wait.h>

int wait_flag;
void stop();

int main() 
{
    
	int pid1,pid2;
	wait_flag = 1;
	signal(2,stop);
	while(wait_flag == 1);
	while((pid1 = fork()) == -1);
	if(pid1>0) 
	{
    
		while((pid2 = fork()) == -1);
		if(pid2  >  0) 
		{
    
			wait_flag = 1;
			sleep(5);
			kill(pid1,16);
			kill(pid2,17);
			wait(0);
			wait(0);
			printf("Parent process is killed !!\n");
			exit(0);
		}
		else 
		{
    
			wait_flag = 1;
			signal(17,stop);
			while(wait_flag == 1);
			printf("Child process 2 is killed by parent !!\n");
			exit(0);
		}
	}
    else 
    {
    
		wait_flag = 1;
		signal(16,stop);
		while(wait_flag == 1);
		printf("Child process 1 is killed by parent !!\n");
		exit(0);
	}
}

void stop() 
{
    
	wait_flag = 0;
}

运行结果：

看运行结果可以看出“Child process 2 is killed by parent !!”和“Child process 1 is killed by parent !!”的次序会变化，而“Parent process is killed !!”次序不会变，总是在最后输出。

分析：
signal(2,stop)的作用是键盘输入ctrl + c这个信号后，会调用stop函数，因此 wait_flag 赋予为 $0$，因此可退出$16$行的while这个循环，下一步创建子进程（称作子进程①）；首先看向父进程①，父进程①再创建一个子进程（称作子进程②）；先看父进程②，因$pid2>0$，因此从$23$行开始执行，运行sleep（5）等待$5$秒后 （也可以输入ctrl + c跳过） ，执行两个kill语句，把信号码$16$和$17$分别传给 $ID$ 为 $pid1$ 的进程（即子进程①）和 $ID$ 为 $pid2$ 的进程（即子进程②），然后遇到$27$行的wait（0），父进程②进入等待，需要等待子进程2执行完毕；看向子进程②，因$pid2=0$，因此从$34$行开始执行，因为收到kill发来的信号码$17$而执行singal(17,stop)函数后调用stop函数，使得wait_flag $=0$，跳出$36$行的while循环，打印出“Child process 2 is killed by parent !!”语句；子进程②执行完回到父进程②，执行$28$行的wait(0)进入等待，需要先执行完子进程①；对于子进程①，从$43$行开始执行，因为收到kill发来的信号码$16$，同理可以知道最后会打印“Child process 1 is killed by parent !!”；再次回到父程序②，执行$29$行打印“Parent process is killed !!”。因此我们从这个过程可以知道“Parent process is killed !!”语句肯定是最后打印出来的，另外两条打印部分的语句是同时进行，运行多次的次序是不同的。

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（2）

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<wait.h>

int wait_flag;
void stop();

int main() 
{
    
	int pid1,pid2,pid3;
	wait_flag = 1;
	signal(2,stop);
	while(wait_flag == 1);
	while((pid1 = fork()) == -1);
	if(pid1>0) 
	{
    
		while((pid2 = fork()) == -1);
		if(pid2  >  0) 
		{
    
			while((pid3 = fork()) == -1);
			if(pid3 > 0)
			{
    
				wait_flag = 1;
				sleep(5);
				kill(pid1,16);
				kill(pid2,17);
				kill(pid3,18);
				wait(0);
				wait(0);
				wait(0);
				printf("Parent process is killed !!\n");
				exit(0);
			}
			else
			{
    
				wait_flag = 1;
				signal(18,stop);
				while(wait_flag == 1);
				printf("Child process 3 is killed by parent !!\n");
				exit(0);
			}
		else 
		{
    
			wait_flag = 1;
			signal(17,stop);
			while(wait_flag == 1);
			printf("Child process 2 is killed by parent !!\n");
			exit(0);
		}
	}
    else 
    {
    
		wait_flag = 1;
		signal(16,stop);
		while(wait_flag == 1);
		printf("Child process 1 is killed by parent !!\n");
		exit(0);
	}
}

void stop() 
{
    
	wait_flag = 0;
}

运行结果：

看运行结果可以看出“Child process 2 is killed by parent !!”、“Child process 1 is killed by parent !!”和“Child process 3 is killed by parent !!”的次序会变化，而“Parent process is killed !!”次序不会变，总是在最后输出，和上面第一个的代码示例相似。

分析：
对于第一个代码示例多了一个进程组，稍微变得复杂一点，不过具体思路也是一样的。

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