深入理解Linux信号机制-优快云博客

进程信号

一、信号的基本概念

生活中的信号：红绿灯

信号更多的是通知事件的发生，信号产生以后第一时间也不是直接处理而是先存储下来，处理信号。

这节课学习的信号实际是一个软中断。

linux下62种信号（宏），使用kill -l查看。

信号分为两类：1-31不可靠信号(非实时信号) 34-64可靠信号(实时信号)

信号的产生->信号的注册->信号的注销->信号的处理。

二、产生信号

1.通过终端按键产生信号（硬件中断）ctrl + c

2.调用系统函数向进程发信号（程序异常）《unix环境高级编程》

3.由软件条件产生信号

int kill(pid_t pid, int sig); 向指定进程发送指定信号

kill (getpid(), SIGINT);

int raise(int sig);向自身发送信号

raise(SIGTREM);

void abort(void);向自身发送SIGABRT信号

unsigned int alarm(unsigned int seconds);在n秒之后向进程发送SIGALRM信号

alarm（3）；设置一个定时器，取消上一个定时，并且返回上一个定时器剩余时间。

int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value)；

核心转储（core dump；

保存当前程序运行的数据以及调用栈信息，用于错误原因定位调试。

如果程序运行出现错误，可以直接通过core文件来gdb调试（有些错误是偶然发生的）

coredump默认关闭：隐私安全/资源占用

coredump打开：ulimit

三、信号注册

信号的注册/给一个进程发送信号，就是修改这个进程pcb关于信号的pending位图，将相应的信号置为1。

四、信号阻塞

暂时不处理信号（阻止信号递达），并不是不接收信号。

信号的递达：信号的处理

要阻塞一个信号，那么就是将pcb中关于信号的block位图，将相应的信号置为1，这个位图就像一个备注，说明若接收到信号暂时不处理。

信号未决：这是一种状态，信号从注册成功到信号递达之间的一种状态。

信号阻塞的实现：

阻塞这个集合中的信号：sigset_t new_block;

用于保存原来阻塞集合中的信号，防止后续要将阻塞集合还原回去：

sigset_t old_block;

int sigemptyset(sigset_t *set);清空一个信号集合

int sigfillset(sigset_t *set);将所有的信号都添加到set集合中

int sigaddset(sigset_t *set, int sigunm);添加指定的单个信号到set集合中

int sigdelset(sigset_t *set, int signum);从集合中一处一个指定的信号

int sigismember(const sigset_t *set, int signum);判断一个信号是否在一个集合中

int sigprocmask(int how, sigset_t *set, sigset_t *oldset);阻塞信号/接触阻塞

阻塞信号/解除阻塞

how：

SIG_BLOCK 阻塞集合中的信号

SIG_UNBLOCK 将集合中的信号解除阻塞

SIG_SETMASK 将集合中的信号设置到阻塞集合中

set:要阻塞/解除阻塞的集合

oldset:保存原先阻塞集合中的信号

有两个信号是不会被阻塞的：SIGKILL, SIGSTOP

sigpending 获取未决信号

五、注销：

就是从pending集合中将即将要处理的信号相应位置0（从pcb的pending集合中移除）

非可靠信号注册就是将相应pending位图置1，然后添加一个sigqueue结构到链表中，之后如果有相同信号到来，一看位图已经置1了，就不做操作了，意味着后来的信号在前一个信号未处理之前不会重复注册，代表丢了。

可靠信号不管有没有注册都要置1，并且添加节点到链表，所以不会丢信号。

非可靠信号注销就是删除链表节点，相应位图置为0

可靠信号注销时删除节点，判断是否有相同的信号节点，如果没有位图置为0，有就不置为0.

六、处理

默认操作----按照操作系统中对信号事件的既定处理方式

忽略操作----直接将信号丢掉

自定义处理：用户自己定义事件的处理方式

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

signum:信号的编号

handler:处理方式（函数指针数组）

SIG_IGN：忽略

SIG_DFL：默认

信号的捕捉流程：主要是针对信号的自定义处理方式

信号并不是立即处理的。而是选择一个合适的时机去处理，合适的时机就是当前程序从内核态切换到用户态的时候。

程序如何从用户态切换到内核态？程序异常、中断、系统调用

当我们发起系统调用/程序异常/中断当前程序从用户态运行切换到内核态，去处理这些事情，处理完毕后，要从内核态返回用户态，但是在返回之前会看一下是否有信号需要被处理，如果有就处理（切换到用户态执行信号的自定义处理方式），处理完成后再次返回内核态，判断如果没有信号要处理就调用sys_sigreturn返回用户态（我们程序之前运行的位置）。

signal这个接口有linux版本的差异性，一般用sigaction这个接口替代signal。它的功能也是自定义信号处理方式，signal函数内部也是通过sigaction实现的

struct sigaction {

void (*sa_handler)(int); 处理函数

void (*sa_ sigaction)(int, siginfo_t *，void *); 处理函数

sigset_t sa_mask; 在处理信号的时候可以通过这个mask暂时阻塞一些信号，处理完毕之后会还原回去

int sa_ flags; 决定了我们使用哪个回调接口，并且还有一些其他的选项信息

};

重新定义处理方式的信号是：SIGINT SIGQUIT

int sigaction(int sihnum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);

signum:信号编号

act: 新的处理方式

oldact：保存原有的处理方式