Linux進程之alarm()信號傳送鬧鐘函數

最近在學習Linux系統編程遇到了一個頗有意思的函數：alarm()，它是一個用來設置信號傳送的鬧鐘函數。網上找了一些資料，結合本身的學習體會，如今Mark一下。

1 alarm()函數說明

[1] 引用頭文件：#include <unistd.h>;

[2] 函數標準式：unsigned int alarm(unsigned int seconds);

[3] 功能與做用：alarm()函數的主要功能是設置信號傳送鬧鐘，即用來設置信號SIGALRM在通過參數seconds秒數後發送給目前的進程。若是未設置信號SIGALARM的處理函數，那麼alarm()默認處理終止進程。

[4] 函數返回值：若是在seconds秒內再次調用了alarm函數設置了新的鬧鐘，則後面定時器的設置將覆蓋前面的設置，即以前設置的秒數被新的鬧鐘時間取代；當參數seconds爲0時，以前設置的定時器鬧鐘將被取消，並將剩下的時間返回。

2 alarm()鬧鐘函數的測試

瞭解了alarm()函數的功能特性和返回值的特性後，咱們就能夠對其測試。測試方向有兩個：其一，測試常規只單獨存在一個鬧鐘函數alarm()的程序；其二，測試程序中包含多個alarm()鬧鐘函數。所以整理了下面幾個程序，經過比較學習更有助於理解。測試環境是RedHat Linux5.3，GCC編譯調試。

2.1 alarm()測試1.1

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

void sig_alarm() 
{ 
  exit(0); 
}
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
  signal(SIGALRM, sig_alarm); 
  alarm(10); 
  sleep(15); 
  printf("Hello World!\n"); 
  return 0; 
}

[root@localhost wk]# gcc test1.c -o test1
[root@localhost wk]# ./test1 
[root@localhost wk]#

程序分析：在文件test1.c中，定義了一個時鐘alarm(10)，它的做用是讓信號SIGALRM在通過10秒後傳送給目前main()所在進程；接着又定義了sleep(15)，它的做用是讓執行掛起15秒的時間。因此當main()程序掛起10秒鐘時，signal函數調用SIGALRM信號的處理函數sig_alarm，而且sig_alarm執行exit(0)使得程序直接退出。所以，printf("Hello World!\n")語句是沒有被執行的。

2.2 alarm()測試1.2

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

void sig_alarm() 
{ 
  exit(0); 
} 
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
  signal(SIGALRM, sig_alarm); 
  alarm(10); 
  sleep(5); 
  printf("Hello World!\n"); 
  return 0; 
}

[root@localhost wk]# gcc test2.c  -o test2
[root@localhost wk]# ./test2
Hello World!

程序分析：與test1.c文件不一樣的是，在文件test2.c中延時函數爲sleep(5)，即執行掛起5秒的時間。因此當main()程序掛起5秒鐘時，因爲還沒到達設置的鬧鐘10秒，那麼main就執行下面的printf("Hello World!\n")語句；緊接着又執行下面的return 0語句，從而直接退出程序。所以，整個test2.c文件輸出的內容爲：Hello World!。

2.3 alarm()測試2

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

void handler()
{
  printf("hello\n");
}

void main()
{
  int i;
  signal(SIGALRM, handler);
  alarm(5);
  for(i = 1; i < 7; i++)
  {
    printf("sleep %d ...\n", i);
    sleep(1);
  }
}

[root@localhost wk]# ./test3
sleep 1 ...
sleep 2 ...
sleep 3 ...
sleep 4 ...
sleep 5 ...
hello
sleep 6 ...

程序分析：在文件test3.c中，定義時鐘alarm(5)，而main()函數中主要是一個for循環輸出語句。當main函數執行到i=5時，for循環先執行printf("sleep %d ...\n", 5)語句輸出"sleep 5 ..."，而後執行sleep(1)語句。此時已經到達鬧鐘時間5秒，所以會把信號SIGALRM傳送給當前main()函數進程；接着調用SIGALRM信號的處理函數handler，從而輸出"hello"，而後又返回到sleep(1)這個點；最後for循環執行i=6，輸出"sleep 6"，最終延時1秒後結束整個程序。

以上三個程序都只包含一個alarm()鬧鐘函數，下面兩個程序包含兩個alarm()。而且爲了更爲真切的觀察包含alarm()鬧鐘函數的程序的執行過程，程序經過調用系統打印輸出當前時間，經過時間差來進一步理解。

2.4 alarm()測試3.1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

#include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <signal.h> static void sig_alrm(int signo); int main(void) { signal(SIGALRM,sig_alrm); system("date"); alarm(20); sleep(5); printf("%d\n",alarm(15)); pause(); } static void sig_alrm(int signo){ system("date"); return; }

程序分析：在test4.c的main()函數中，先設置了一個鬧鐘函數alarm(20)，即在20秒時將SIGALRM信號傳送送給當前進程；而後又定義了一個延時函數sleep(5)，接着又定義了一個鬧鐘函數alarm(15)，它的做用是清除前面設置的鬧鐘alarm(20)並返回剩餘的時間20-5=15秒。因此，程序先執行system("date")語句輸出當前時間；而後進程休眠5秒後，程序執行輸出語句printf("%d\n",alarm(15))，因爲alarm(15)先返回15秒，即打印輸出15；接着程序執行pause()函數，使當前進程處於掛起狀態，直到捕捉到一個信號；當再過15秒後，SIGALARM信號的處理函數sig_alrm執行system("date")語句輸出當前時間；最後pause終止進程。所以，整個程序執行的時間爲5+15=20秒。

2.5 alarm()測試3.2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

#include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <signal.h> static void sig_alrm(int signo); int main(void) { signal(SIGALRM,sig_alrm); system("date"); alarm(20); sleep(5); printf("%d\n",alarm(5)); pause(); } static void sig_alrm(int signo){ system("date"); return; }

程序分析：與test4.c文件不一樣的是，在文件test5.c中鬧鐘函數爲alarm(5)。所以，整個程序執行的時間爲5+5=10秒。值得注意的是，alarm(0)表示清除以前設置的鬧鐘信號，並返回0。由於，若是這裏把alarm(5)改爲alarm(0)，那麼整個程序執行的時間爲5+0=5秒。