Сигналы реального времени и «слипание»

Почему обычные сигналы слипаются

Ядро хранит для процесса (и потока) множество ожидающих сигналов как битовую маску: по биту на сигнал.

Пока сигнал не доставлен (заблокирован или процесс ещё не выполнялся), повторные экземпляры теряются — «слипаются» в один. Сигнал говорит только «событие произошло хотя бы раз».

Следствие: обработчик SIGCHLD

Если три потомка завершились почти одновременно, родитель может получить SIGCHLD один раз. Поэтому правильный обработчик собирает всех:

void on_chld(int sig)
{
    int saved = errno;
    while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)
        ;                       /* собрать всех завершившихся */
    errno = saved;
}

Сигналы реального времени

POSIX.1b добавил диапазон SIGRTMIN…SIGRTMAX (в Linux — 32–64, glibc резервирует пару первых для себя, поэтому используйте только макросы SIGRTMIN + n).

Отличия от обычных:

Отправка с данными

union sigval v;
v.sival_int = 42;
sigqueue(pid, SIGRTMIN, v);

Приём с информацией

void handler(int sig, siginfo_t *info, void *ctx)
{
    /* info->si_value.sival_int — переданное число
       info->si_pid — кто послал, info->si_code == SI_QUEUE */
}

struct sigaction sa = {0};
sa.sa_sigaction = handler;
sa.sa_flags = SA_SIGINFO;          /* обработчик с тремя аргументами */
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sigaction(SIGRTMIN, &sa, NULL);

Можно и синхронно, без обработчика: заблокировать сигнал и забирать его sigwaitinfo(&set, &info) или читать через signalfd.

Очередь не бесконечна

Число ожидающих сигналов реального времени ограничено лимитом RLIMIT_SIGPENDING (ulimit -i). Если очередь полна, sigqueue вернёт EAGAIN.

Демонстрация

/* родитель блокирует сигналы, потомок посылает по 5 штук */
sigset_t set;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set, SIGUSR1);
sigaddset(&set, SIGRTMIN);
sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL);

if (fork() == 0) {
    union sigval v = {0};
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        kill(getppid(), SIGUSR1);
        sigqueue(getppid(), SIGRTMIN, v);
    }
    _exit(0);
}
wait(NULL);
sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);
/* обработчик SIGRTMIN вызовется 5 раз, SIGUSR1 — 1 раз */

Итог

• Обычные ожидающие сигналы — биты маски; повторы до доставки слипаются.
• Сигналы реального времени (SIGRTMIN…SIGRTMAX) ставятся в очередь, несут данные и доставляются по порядку.
• Отправка — sigqueue, приём данных — SA_SIGINFO и siginfo_t.
• Обработчик SIGCHLD должен собирать потомков в цикле waitpid(..., WNOHANG).