Linux进程之alarm()信号传送闹钟函数

最近在学习Linux系统编程遇到了一个颇有意思的函数：alarm()，它是一个用来设置信号传送的闹钟函数。网上找了一些资料，结合本身的学习体会，如今Mark一下。

1 alarm()函数说明

[1] 引用头文件：#include <unistd.h>;

[2] 函数标准式：unsigned int alarm(unsigned int seconds);

[3] 功能与做用：alarm()函数的主要功能是设置信号传送闹钟，即用来设置信号SIGALRM在通过参数seconds秒数后发送给目前的进程。若是未设置信号SIGALARM的处理函数，那么alarm()默认处理终止进程。

[4] 函数返回值：若是在seconds秒内再次调用了alarm函数设置了新的闹钟，则后面定时器的设置将覆盖前面的设置，即以前设置的秒数被新的闹钟时间取代；当参数seconds为0时，以前设置的定时器闹钟将被取消，并将剩下的时间返回。

2 alarm()闹钟函数的测试

了解了alarm()函数的功能特性和返回值的特性后，咱们就能够对其测试。测试方向有两个：其一，测试常规只单独存在一个闹钟函数alarm()的程序；其二，测试程序中包含多个alarm()闹钟函数。所以整理了下面几个程序，经过比较学习更有助于理解。测试环境是RedHat Linux5.3，GCC编译调试。

2.1 alarm()测试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，定义了一个时钟alarm(10)，它的做用是让信号SIGALRM在通过10秒后传送给目前main()所在进程；接着又定义了sleep(15)，它的做用是让执行挂起15秒的时间。因此当main()程序挂起10秒钟时，signal函数调用SIGALRM信号的处理函数sig_alarm，而且sig_alarm执行exit(0)使得程序直接退出。所以，printf("Hello World!\n")语句是没有被执行的。

2.2 alarm()测试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：与test1.c文件不一样的是，在文件test2.c中延时函数为sleep(5)，即执行挂起5秒的时间。因此当main()程序挂起5秒钟时，因为还没到达设置的闹钟10秒，那么main就执行下面的printf("Hello World!\n")语句；紧接着又执行下面的return 0语句，从而直接退出程序。所以，整个test2.c文件输出的内容为：Hello World!。

2.3 alarm()测试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，定义时钟alarm(5)，而main()函数中主要是一个for循环输出语句。当main函数执行到i=5时，for循环先执行printf("sleep %d ...\n", 5)语句输出"sleep 5 ..."，而后执行sleep(1)语句。此时已经到达闹钟时间5秒，所以会把信号SIGALRM传送给当前main()函数进程；接着调用SIGALRM信号的处理函数handler，从而输出"hello"，而后又返回到sleep(1)这个点；最后for循环执行i=6，输出"sleep 6"，最终延时1秒后结束整个程序。

以上三个程序都只包含一个alarm()闹钟函数，下面两个程序包含两个alarm()。而且为了更为真切的观察包含alarm()闹钟函数的程序的执行过程，程序经过调用系统打印输出当前时间，经过时间差来进一步理解。

2.4 alarm()测试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()函数中，先设置了一个闹钟函数alarm(20)，即在20秒时将SIGALRM信号传送送给当前进程；而后又定义了一个延时函数sleep(5)，接着又定义了一个闹钟函数alarm(15)，它的做用是清除前面设置的闹钟alarm(20)并返回剩余的时间20-5=15秒。因此，程序先执行system("date")语句输出当前时间；而后进程休眠5秒后，程序执行输出语句printf("%d\n",alarm(15))，因为alarm(15)先返回15秒，即打印输出15；接着程序执行pause()函数，使当前进程处于挂起状态，直到捕捉到一个信号；当再过15秒后，SIGALARM信号的处理函数sig_alrm执行system("date")语句输出当前时间；最后pause终止进程。所以，整个程序执行的时间为5+15=20秒。

2.5 alarm()测试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：与test4.c文件不一样的是，在文件test5.c中闹钟函数为alarm(5)。所以，整个程序执行的时间为5+5=10秒。值得注意的是，alarm(0)表示清除以前设置的闹钟信号，并返回0。由于，若是这里把alarm(5)改为alarm(0)，那么整个程序执行的时间为5+0=5秒。