信号及信号处理

信号(signal)是一种软件中断，它提供了一种处理异步事件的方法，也是进程间惟一的异步通信方式。在

Linux系统中，根据POSIX标准扩展以后的信号机制，不仅可以用来通知某种程序发生了什么事件，还可以给

进程传递数据。

一、信号的来源

    信号的来源可以有很多种试，按照产生条件的不同可以分为硬件和软件两种。

1、 硬件方式

    当用户在终端上按下某键时，将产生信号。如按下组合键后将产生一个SIGINT信号。

硬件异常产生信号：除数据、无效的存储访问等。这些事件通常由硬件(如:CPU)检测到，并将其通知给Linux

操作系统内核，然后内核生成相应的信号，并把信号发送给该事件发生时正在进行的程序。

2、 软件方式

用户在终端下调用kill命令向进程发送任务信号。

进程调用kill或sigqueue函数发送信号。

当检测到某种软件条件已经具备时发出信号，如由alarm或settimer设置的定时器超时时将生成SIGALRM信号。

1、可靠信号与不可靠信号

    在Linux系统中，信号的可靠性是指信号是否会丢失，或者说该信号是否支持排除。SIGHUP( 1 ) ~ 

SIGRTMIN(33) ~ SIGRTMAX(64)之间的信号，它们都是可靠信号，也称为实时信号。

内核设置了这个标志，我们就说内核向一个进程递送了一个信号。信号产生(generate)和递送(delivery)之间

的时间间隔，称主信号未决(pending)。

    进程可以调用sigpending将信号设为阻塞，如果为进程产生一个阻塞信号，而对信号的动作是捕捉该信号(即不忽

略信号)， 则内核将为该进程的此信号保持为未决状态，直到该进程对此信号解除阻塞或者对此信号的响应

更改为忽略。如果在进程解除对某个信号的阻塞之前，这种信号发生 了多次，那么如果信号被递送多次（即

信号在未决信号队列里面排队），则称之为可靠信号；只被递送一次的信号称为不可靠信号。

2、信号的优先级

    信号实质上是软中断，中断有优先级，信号也有优先级。如果一个进程有多个未决信号，则对于同一个未决的

实时信号，内核将按照发送的顺序来递送信号。如果存在多个未决信号，则值（或者说编号）越小的越先被递送。

如果即存在不可靠信号，又存在可靠信号（实时信号），虽然POSIX对这一情况没有明确规定，但Linux系统

和大多数遵循POSIX标准的操作系统一样，将优先递送不可靠信号。

三、进程对信号的响应

当信号发生时，用户可以要求进程以下列3种方式之一对信号做出响应。

1、  捕捉信号：对于要捕捉的信号，可以为其指定信号处理函数，信号发生时该函数自动被调用，在该函数内部实

现对该信号的处理。

2、  忽略信号：大多数信号都可使用这种方式进行处理，但是SIGKILL和SIGSTOP这两个信号不能被忽略，同时

这两个信号也不能被捕获和阻塞。此外，如果忽略某某些由硬件异常产生的信号(如非法存储访问或除以0)，

则进程的行为是不可预测的。

3、  按照系统默认方式处理。大部分信号的默认操作是终止进程，且所有的实时信号的默认动作都是终止进程。

四、各种信号的默认处理情况

程序不可捕获、阻塞或忽略的信号有：SIGKILL,SIGSTOP

不能恢复至默认动作的信号有：SIGILL,SIGTRAP

默认会导致进程流产的信号有：SIGABRT、SIGBUS、SIGFPE、SIGILL、SIGIOT、SIGQUIT、SIGSEGV、

SIGTRAP、SIGXCPU、SIGXFSZ

默认会导致进程退出的信号有：SIGALRM、SIGHUP、SIGINT、SIGKILL、SIGPIPE、SIGPOLL、SIGPROF、

SIGSYS、SIGTERM、SIGUSR1、SIGUSR2、SIGVTALRM

默认会导致进程停止的信号有：SIGSTOP、SIGTSTP、SIGTTIN、SIGTTOU

默认进程忽略的信号有：SIGCHLD、SIGPWR、SIGURG、SIGWINCH

五、信号处理函数与相关结构

1.信号安装

1．signal() 
    include 

    void (*signal(int signum, void (*handler))(int)))(int); 

    如果该函数原型不容易理解的话，可以参考下面的分解方式来理解： 

    typedef void (*sighandler_t)(int)； 

    sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler)); 

    第一个参数指定信号的值，第二个参数指定针对前面信号值的处理，可以忽略该信号（参数设为SIG_IGN）；

可以采用系统默认方式处理信号(参数设为SIG_DFL)；也可以自己实现处理方式(参数指定一个函数地址)。 

    如果signal()调用成功，返回最后一次为安装信号signum而调用signal()时的handler值；失败则返回

SIG_ERR。



2．sigaction() 
#include 

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

sigaction函数用于改变进程接收到特定信号后的行为。该函数的第一个参数为 信号的值，可以为除SIGKILL及

SIGSTOP外的任何一个特定有效的信号（为这两个信号定义自己的处理函数，将导致信号安装错误）。第二

个参数是指 向结构sigaction的一个实例的指针，在结构sigaction的实例中，指定了对特定信号的处理，可

以为空，进程会以缺省方式对信号处理；第三个 参数oldact指向的对象用来保存原来对相应信号的处理，可

指定oldact为NULL。如果把第二、第三个参数都设为NULL，那么该函数可用于检查 信号的有效性。

2、发送信号函数
（1） int raise(int sig); 对当前进程发送指定信号

       （2） int pause(void);  将进程挂起等待信号

       （3） int kill(pid_t pid,int sig); 通过进程编号发送信号

       （4） unsigned int alarm(unsigned int seconds); 指定时间（秒）发送SIGALRM信号。

 seconds 为0 时取消所有已设置的alarm请求；

       （5）int sigqueue(pid_t pid,int sig,const union sigval val);类似于kill函数，多了附

带共用体 union sigval形数，将共用体中的成员 int sival_int 或 void *sival_ptr 的值传递给 信

号处理函数中

的定义类型 siginfo_t 中的 int si_int 或 void *si_ptr；

       （6）int setitimer(int which,const struct itimerval *value,struct itimerval 

*oldvalue);  可定时发送信号，根据which可指定三种信号类型：SIGALRM、SIGVTALRM 和 SIGPROF；作

用

时间也因which值不同而不同;struct itimerval 的成员 it_interval定义间隔时间，it_value 为0

时，使计时器

失效；

       （7） void abort(void) 将造成进程终止；除非捕获SIGABORT信号;  

3、信号集及信号集操作

sigfillset(sigset_t *set); 设置所有的信号到set信号集中；

sigemptyset(sigset_t *set); 从set信号集中清空所有信号；

sigaddset(sigset_t *set,int sig);在set信号集中加入sig信号；

sigdelset(sigset_t *set,int sig);在set信号集中删除sig信号；

4、阻塞信号相关函数

              int sigprocmask(int how,const sigset_t *set,sigset_t *set);  根据how

值，设置阻塞信号集，或释放阻塞的信号集

              int sigpending(sigset_t *set); 获取在阻塞中的所有信号；

              int sigsuspend(const sigset_t *set);    类似于 pause()函数！