信号 信号量

信号是由、系统或者进程发送给目标进程的信息，以通知目标进程某个状态的改变或系统异常。

Linux信号可以由如下条件产生：

1、对于前台进程，用户可以通过输入特殊的终端字符来给它发送信号。比如输入ctrl+c通常或给进程发送一个中断信号

2、系统异常。比如浮点异常和非法内存段访问。

3、系统状态变化

4、运行kill命令或调用kill函数

 

1)改变信号响应方式signal()

默认的信号响应方式： SIG_DFL

忽略：SIG_IGN

自定义：fun

2)发送信号kill

Int kill(pid_t pid,int sig);

该函数把信号sig发送给目标进程：目标进程由pid参数指定。该函数成功时返回0，失败则返回-1 并设置errno其可能的取值及含义如下：

Linux定义的信号值都大于0，如果sig取值为0，则kill函数不发送任何信号。但将sig设置为0可以用来检测目标进程或者进程组是否存在，因为检查工作总是在信号发送之前就执行。不过这种检测方式是不可靠的。

Kill pid   15号结束进程(ctrcl+c)

              9号不允许改变响应方式

3)信号的实现

       信号在内核的实现是通过两个数据结构来实现的，一个32位 的长整型变量，和一个结构体数组(可以认为是一张表)数组有32个元素，每个元素记录一个信号响应方式

       Linux使用数据结构sigset_t来表示一组信号。sigset_t实际上是一个长整型数组，数组的每个元素的每个位表示一个信号。这种定义方式和文件描述符集fd_set类似。

       设置进程信号掩码后，被屏蔽的信号将不能被进程接收。如果给进程发送一个被屏蔽的信号，则操作系统将该信号设置为进程的一个被挂起的信号。如果我们取消对被挂起信号的屏蔽，则它能立即被进程接收到。

       当多个进程同时访问系统上的某个资源的时候，比如同时写一个数据库的某条记录，或者同时修改某个文件，就需要考虑进程的同步问题，以确保任意时刻只有一个进程可以拥有对资源的独占式访问。通常，程序对共享资源的访问的代码只是很短的一段，但就是这一段代码引发了进程之间的竞态条件。我们称这段代码为关键代码段，或者临界区。对进程同步，也就是要确保任一时刻只有一个进程能进入关键代码段。信号量是并发编程领域迈出的重要一步。

       信号量是一种特殊的变量，它只能取自然数值并且只支持两种操作：等待(wait)和信号(signal)不过在Linux/UNIX中，“等待”和“信号”都已经具有特殊的含义，所以对信号量的这两种操作更常用的称呼是p(原子-1 代表获取资源)、v(原子+1 代表释放资源)操作 

临界资源：同一时刻只允许一个进程或者线程访问的资源

临界区：访问临界资源的代码段。

原子操作实现：保证执行时不会被打断利用

信号量和锁的区别：当使用二值信号量并且信号量的初始值为1时能和互斥锁互换。

线程间同步：信号量 互斥锁 读写锁 条件变量          

内核中同步线程使用自旋锁，在多处理器情况下才有效：忙等待(进行循环测试  资源切换的时间大于等待时间小于从CPU上切换下去并恢复的时间段，忙等待比较有优势) 或者直接阻塞(状态切换阻塞   等待时间大于一次切换下去并恢复的时间  非忙等待比较有优势)

同步和异步：

在多进程或多线程中同步和异步指的是访问临界资源有没有被控制

       在通信方式中：同步和异步关注的是消息通信机制，所谓同步，就是在发出一个调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回。但是一旦调用返回，就得到返回值了。也就是说调用者主动等待这个调用结果。异步则是相反，在调用发出后，这个调用就直接返回了，所以没有返回结果。也就是说当一个异步过程调用发出后，调用者不会立即得到结果。而是被调用者准备好数据后反过来通知调用者。

阻塞和非阻塞：

       阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果时的状态。阻塞是指方法(函数)执行后，在结果返回之前，当前线程(进程)会被挂起。调用线程只有爱得到结果之后才会返回。非阻塞方法(函数)指在不能立即得到结果之前，该方法(函数)不会阻塞当前线程，可以立即返回，只是返回结果是失败，没有数据，，一般需要cpu周期性轮询，以检查数据是否就绪。