linux--进程信号

进程信号      **

     信号：事件通知---软中断
     信号基本认识：每个信号都对应了一个事件
           linux信号的种类：kill -l 查看信号种类--62种信号
             1 ~31 是非可靠信号（非实时信号）
             34~64 是可靠信号（实时信号）
     信号的生命周期
          （1）信号的产生
                诞生一个信号（硬件/软件）
            硬件产生：
                ctrl+c  ctrl+z 20  ctrl+|
            软件产生：
                #include <signal.h>
                #include <abort.h>
               int kill(pid_t pid,int sig)
               pid:指定信号要发送给哪个进程的进程pid
               sig:要发送的信号
               
               void abort()
               //给调用进程发送SIGABORT信号
               
               int raise(int sig)
               //给调用进程发送指定信号

               unsigned int alarm(unsgned int seconds)
               //定时器：在seconds秒后给调用进程发送SIGALARM信号
               
               大部分信号都会导致进程退出
               SIGCHLD :子进程退出后系统给父进程发送的信号
                        而且不会引起进程退出
               信号的到来会打断当前进程的阻塞状态
            core dumped: 核心转储--退出时保存程序的运行信息
                  默认是关闭状态
                  core文件命名方式 core.pid  pid:进程pid
                  ulimit -a        查看核心转储文件大小
                  ulimit -c  1024  设置核心转储文件大小为1024
                  core文件的使用：
                        gdb ./loop -->  core-file ./core.pid -->bt查看调用栈信息
              先加载运行程序->加载程序运行信息->开始调试：bt查看调用栈信息
          （2）信号的注册
                 将信号添加到pcb中
                 PCB->struct sigpending -->  sigset_t(信号集合：位图)
                 信号到来之后都会添加到未决信号集合中
                 操作系统给一个进程发送信号，实际上就是向这个进程pcb的
             信号pending 集合中添加信号（修改位图），因为位图只能标记
             信号是否存在，不能标记信号的个数    
             pcb中有一个sigqueue链表，信号到来就会组织一个节点添加到这个链表中    
              
              可靠信号到来：修改位图，每个信号都组织节点添加到链表
              非可靠信号到来：修改位图，若位图为1，则什么都不做
                                否则，添加一个节点，修改位图
          （3）信号的注销
                从pcb中将信号移除
                可靠信号：因为节点可能有多个，删除节点后判断是否还有相同节点
                           判断是否修改位图
                非可靠信号：因为节点只有一个，因此删除节点后，位图直接修改为0
          （4）信号的处理
               （1）默认：  因为每个信号都对应了一个事件，这些事件在操作系统中都有
               既定义完毕的处理方式
               （2）忽略：  什么都不干
               （3）自定义： 用户定义处理方式（函数）--修改内核中对信号的处理方式
                  sighandler_t signal(int signum,sighandler_t handler);
                  void sigcb(int signo);
                  //signum: 信号编号
                  //handler: 处理方式
                  //SIG_DFL: 默认处理方式
                  //SIG_IGN: 忽略处理方式
                 信号的捕捉流程：自定义信号
                     信号的捕捉处理是在从程序运行内核态到用户态切换之前完成
                     一个进程如何从用户态切换到内核态（系统调用接口，程序异常，中断）
                     信号的处理方式选择一个合适的时机去处理--从内核态切换到用户态之
                 前看看有没有信号需要被处理：如果有信号处理，并且是自定义处理方式，
                 调用do_signal处理信号，返回用户态执行我们自定义的信号处理函数，用户
                 自定义信号的处理函数执行完毕后，调用sig_return返回内核态，再次查看
                 是否有信号待处理，如果没有了，则返回用户态回到程序主控流程，执行程序
                  sigaction(int signo,struct sigaction* act,struct sigaction* old)
                      struct sigaction:  sa_handler    sa_sigaction    sa_mask 
                                         sa_flags=0     SA_AIGINFO
                  void (*sa_sigaction)(int ,siginfo_t*,void*);
                  sa_sigaction: 有三个参数--不仅有触发回调信号值，还有信号的相关参数/附加信息
                  void （*sa_handler）（int）；---只有一个参数，就是触发回调的信号值
                  如果给某个进程发送信号时，顺带一些其他信息，这时候只能使用sa_sigaction才能处理
                  
                  
     信号的阻塞
           能收到信号，但是暂时不处理--阻止信号递达
                信号的递达：  动作--信号处理
                信号的未决： 状态--从产生到递达之间的状态
                未决信号： 还没有被处理的信号
            sigprocmask(houw,set,old);
                  SIG_BLOCK   mask=mask|set
                  SIG_UNBLOCK  mask&（~set）
                  SIG_SETMASK  mask=set
                sigemptyset   清空信号集合    
                sigfillset    向集合中填充所有信号
                sigaddset     向集合中添加指定信号   
                sigdelset     从集合中删除指定信号
                sigismember   判断指定信号是否在集合中   mask&(1<<num)
                sigpending    获取进程当前未决信号
                
           信号进行阻塞：实际上就是在 blocked 位图中标记哪些信号到来之后暂不处理
              有两个信号不会被阻塞,也不会被自定义： SIGKILL 9    SIGSTOP 19(ctrl+z)
            进程杀不死：
                 （1）没有被阻塞，但是也杀不死的可能僵尸进程    
                 （2）信号被阻塞（可用 kill -9 杀死）    
            如何阻塞信号/解除信号：--sigmptyset sigfillset sigaddset sigprocmask
            如何处理未决信号：--sigpending sigismember
                先阻塞所有信号->getchar()->解除阻塞--信号的阻塞：可靠/非可靠信号    
            
            mysleep实现：信号会打断当前进程的阻塞操作    
                alarm+pause---pause使进程阻塞，alarm 保证n秒后发送信号打断阻塞
              sigsuspend(mask)--临时使用mask替换阻塞集合，阻塞mask中的信号--陷入休眠--唤醒
            后还原阻塞集合
                 先阻塞SIGALARM防止定时器与休眠之间SIGALARM被处理，使用sigsuspend对SIGALARM
            解除阻塞，并且陷入休眠（原子操作）             
                
     竞态条件
          竞态条件：多个执行时序之间出现的资源竞争关系
     可重入函数/不可重入函数：
             能否在多个运行时序重复调用，而不造成数据二义/程序异常 
          能否重入的关键：是否对非全局数据进行原子操作
          原子性操作：操作不可被打断
          
          当用户进行函数接口及调用时，就要考虑接口是否可重入
          
          malloc free  --不可重入--内部有不受保护的全局链表操作
          
      关键字： volatie---保持内存可见性--防止编译器对代码进行过度优化
        若要进行代码优化，就需要用户对程序有更多的可控--需要明白哪些变量需要修饰
             gcc -o2 test.c -o test  代码优化
             volatile int i=0；//防止 i 被过度优化（ i 在使用代码优化的时候，使用频率少的
             时候就会把 i 放在寄存器中，当我们在代码中更改了 i 的值，只会改变内存中i的值
             就不会改变寄存器中 i 的值 ）
     SIGHLD信号：17信号
         一个进程退出后，操作系统通知父进程子进程已经退出（操作系统通过SIGCHLD信号
         通知父进程）
       问题来了：SIGCHLD信号的默认处理方式就是忽略处理；
            因为父进程不知道SIGCHLD什么时候来（不知道子进程什么时候退出），因此创建子进程
       之后就要进行等待，但是这样造成了父进程的浪费（什么都没做，就是死等子进程）；
       如果父进程对SIGCHLD信号进行了自定义处理方式，并且在自定义方式中包含进程等待；
       这个时候就不需要空等待
           因为SIGCHLD信号是一个非可靠信号，只注册一次，有可能丢失（大量子进程同时退出）
       意味着sigcd只会被回调一次，然而waitpid调用一次，只能处理一个进程退出；因此我
       们尽可能的在一次回调中将退出的进程处理掉 while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG)>0){}
       只要返回值大于0就表示有子进程退出，那就一直处理，直到没有子进程退出（返回0）
       或者出错（返回-1），退出while循环