深入探索 Linux 进程信号的奥秘

本文深入探讨Linux进程信号,从生活和技术角度解释信号概念,介绍信号的产生、保存、处理及递达方式。讲解了如何查看和管理IPC资源如共享内存、信号量和消息队列。此外,通过实例分析了volatile关键字在处理信号时的作用,确保内存可见性和避免编译器优化带来的问题。

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0 查看IPC(进程间通信)资源的指令

ipcs -m : 查看共享内存

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ipcs -s 查看信号量

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ipcs -q 查看消息队列

在这里插入图片描述
删除进程间通信资源

  • ipcrm -m : 查看共享内存
  • ipcrm -q : 删除消息队列
  • ipcrm -s : 删除信号量

1 学习进程信号的过程

在这里插入图片描述

2 Linux 进程信号的基本概念

2.1 对信号的基本认知

从生活角度来讲

  • 你在网上买了很多件商品,再等待不同商品快递的到来。但即便快递没有到来,你也知道快递来临时,你该怎么处理快递。也就是你能“识别快递”
  • 当快递员到了你楼下,你也收到快递到来的通知,但是你正在打游戏,需5min之后才能去取快递。那么在在这5min之内,你并没有下去去取快递,但是你是知道有快递到来了。也就是取快递的行为并不是一定要立即执行,可以理解成“在合适的时候去取”。
  • 在收到通知,再到你拿到快递期间,是有一个时间窗口的,在这段时间,你并没有拿到快递,但是你知道有一个快递已经来了。本质上是你“记住了有一个快递要去取”
  • 当你时间合适,顺利拿到快递之后,就要开始处理快递了。而处理快递一般方式有三种:1. 执行默认动作(幸福的打开快递,使用商品)2. 执行自定义动作(快递是零食,你要送给你你的女朋友)3. 忽略快递(快递拿上来之后,扔掉床头,继续开一把游戏)
  • 快递到来的整个过程,对你来讲是异步的,你不能准确断定快递员什么时候给你打电话

从技术角度
用户输入命令,在Shell下启动一个前台进程。

  1. 用户按下Ctrl-C ,这个键盘输入产生一个硬件中断,被OS获取,解释成信号,发送给目标前台进程
  2. 前台进程因为收到信号,进而引起进程退出

如下代码
在这里插入图片描述
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从这两个角度来看,进程就是我,操作系统就是快递员,信号就是快递

注意

  1. Ctrl + c 产生的信号只能发给前台进程,当 “命令” + & 可以把进程放到后台运行,这样 Shell 就不必等待进程结束就可以接受新的命令,启动新的进程。
  2. Shell 可以同时运行一个前台进程和任意多个后台进程,只有前台进程才能接受到 Crtl + c这样的控制键产生的信号。使用 bg 可以把前台进程转为后台进程 fg 可以把后台进程转为前台进程
  3. 前台进程在运行过程中用户随时可能按下 Ctrl-C 而产生一个信号,也就是说该进程的用户空间代码执行到任何地方都有可能收到 SIGINT 信号而终止,所以信号相对于进程的控制流程来说是异步(Asynchronous)的。

信号概念

  • 信号是进程之间事件异步通知的一种方式,属于软中断。

用kill -l命令可以察看系统定义的信号列表
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  • 每个信号都有一个编号和一个宏定义名称,这些宏定义可以在signal.h中找到,例如其中有定 义 #define SIGINT 2
  • 编号34以上的
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