（笔记demo）Linux系统编程 信号部分笔记

1.信号是什么？

        可以直接通过内核对进程进行操作的手段，信号被记录在PCB（进程控制块）里，当进程被杀死后，PCB也就是留下的尸体，包含了该进程的死亡信息

        流程：

                1.触发发送信号操作

                2.由用户空间转为系统内核操作，对进程PCB施加信号

                3.回到用户空间前会逐一检查各PCB中的信号

        解释3（因为信号操作必定进入系统内核，所以在每次从系统内核回到用户空间时都会“顺便”检查是否有递达的信号，而不是触发一次信号就进一次内核，而是每次从内核切换出来时“顺便”检查，处理了一个信号，，，以此提高了效率）

2.信号种类

        常规与实时，区别在后续有写，比如5，

        TERM，CORE，STOP等等，分别有各自的功能

        CORE：杀死程序的同时会执行内核转储，生成一个core.pid的文件，可用gdb打开，bt指令查看其程序终止原因

        要想生成core文件，需要设置core文件大小，默认为0

3.发送信号指令

        kill：向任意进程发送任意信号

        reise：向自身发送信号

        abort：特殊，结束自身进程，且无返回，但会进行内核转储

4.alarm秒级定时关闭进程

5.信号未决与阻塞

        PCB中有信号表，包括未决，阻塞，触发函数，都是可以读取或改写的，以此来设置各种信号

        信号产生后可以被进程所屏蔽，被屏蔽的信号不能被进程所接收到，也就不会执行

        信号发送流程：

                信号产生但被阻塞，此时属于信号未决，此时信号的未决标志位置1，阻塞标志位也置        

        每个进程的PCB都有信号未决集合和阻塞集合，集合里的序号与系统信号的序号所对应，对应序号置1，则代表该信号未决，阻塞。

        捕鼠夹效应：信号被捕捉以后，如果没来得及处理（触发函数未进行），即便此时有新的信号到来，也不会被捕捉，导致非阻塞状态的信号丢失，类比捕鼠夹抓住老鼠后，只有处理了老鼠才能继续捕捉新的老鼠，常规信号多次未决只取一次，实时信号可以多次未决，按顺序生成一个未决序列

6.信号阻塞集合设置流程

       先操作集合，再将集合传入对应函数，保留老集合用于复原

        1.使用s_sigset类生成new，old两个集合，（s_sigset生成集合初始化都是当前进程的集合）

        2.用函数将new初始化并传入想要改变的信号序号

        3.将新集合与老集合进行操作，例如，增加，删除。。

        4.老集合用于复原（需要的话）

7.信号未决集合的应用

        自己man

8.信号捕捉操作

        改变信号的触发操作

        逻辑实现：对一个结构体设置

                1.将自定义的函数接口传参

                2.可以设置信号函数触发期间屏蔽其他信号，保证信号触发的完整性

                3.标志位置0，具体情况自己man

                解释2，信号函数触发时，如果有别的信号或者自己再次触发，会打断当前的函数操作，这显示不是想看到的，所以当进行信号函数处理时，可临时屏蔽其他信号，处理结束再重新开放。

方便的是，linux提供的结构体接口默认屏蔽自身信号，以及只需要传入需要屏蔽的信号集（s_sigset)，阻塞和复原部分由结构体内部实现。

9.mysleep（）的实现（仿sleep（）

        思路：利用alarm信号的定时触发信号功能和pause（）的挂起等待信号功能，实现挂起等待定时发送的信号，也就是睡眠

        1.信号捕捉操作，修改alarm的action，因为睡眠不需要退出进程，最好是一个空action，这样可以提高计时精度

        2.接收alarm（0）的返回值并返回

        3.复原alarm信号的action

        解释2：alarm（0）会关闭所有的alarm并且返回剩余没有睡眠的时间

                设想：一个外界信号被pause（）所接收，也就是睡眠被惊醒，但alarm其实还在定时中，此时我们需要获得被惊醒后还未睡眠的时间，也就是alarm程序剩余的定时时间，定时相关的数据全由alarm负责，此时立马调用并接收alarm（0）的返回值就可以得到未睡眠时间，比如睡3s，睡1s被其他原因惊醒，将返回2s

10. mysleep（）优化  --  sigsuspend（）

        时序要求严格时应当使用sigsuspend（）而不是pause（）

        原因：

                pause（）在等待信号的过程中，cpu可能被其他进程占用，此时信号递达会记录在PCB中，然后当cpu从内核返回时，会至少处理一个信号，也就把pause（）所等待的信号处理了，此时pause（）就出现了“错过”的情况

       设想解决方案：

                在发出信号前，将正在等待的信号加入当前进程的信号屏蔽字，在pause（）前复原信号屏蔽字

                不可行原因：复原信号屏蔽字后依然可能出现cpu被占用导致的上述问题，解除阻塞和等待信号是两条命令，就依然有可能被“见缝插针”，必须将两个操作融合为一个原子操作

        解决方案：

                sigsuspend（解除屏蔽字的集合）函数是系统为这一问题提供的最优解，它的功能是临时解除屏蔽字的同时挂起进程等待信号，此时确定cpu已经被sigsuspend（）所占用，不会再被其他进程抢占      

        实现逻辑：

                发出信号前，先屏蔽待等待信号

                向sigsuspend（）传入待等待信号用于临时解除阻塞

                复原信号函数

                复原信号屏蔽字

                两个复原顺序固定，因为如果先解除阻塞，可能会导致其他进程调用自定义的信号函数，这显然是不严谨的

                

        注意：

        两个复原顺序固定，因为如果先解除阻塞，可能会导致其他进程调用自定义的信号函数，这显然是不严谨的

        sigsuspend（）仅仅是临时解除阻塞，不要忘了复原信号屏蔽字

        对信号屏蔽字操作时，尽量只对一个信号操作，不要改动其他信号，保持严谨

              

11.sigchild信号

        子进程死亡时会发出sigchild信号

        历史原因，unix子进程死亡会留下僵尸进程

        仅限于linux中，有一个改进，如果用sigaction（）将sigchild触发函数自定义为SIG_IGN，子进程死亡就不会留下僵尸进程，属于是“自己把自己给埋了”，不再需要父亲收尸

        当然，可以使用sigaction（）对其函数进行自定义，为我们所用，但是如果这样的话，就要在自定义函数中加入wait（）用于收尸