Linux 信号基本概念(signal)

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20.1 概述

​ 信号是事件发生时对进程的通知机制（软件中断）。信号中断与硬件中断的相似之处在于打断了程序执行的正常流程，大多数情况下，无法预测信号到达的精确时间

​ 一个具有合适权限的进程能向另一个进程发送信号。信号的这一用法可作为一种同步技术，甚至是进程间通信的原始方式。进程也可以向自身发送信号。然而，发往进程的信号通常都源于内核，引发内核为进程产生信号的各类事件如下：

• 硬件发生异常

  硬件检测到错误条件并通知内核，再由内核发送相应信号给相关进程。硬件异常的例子包括执行一条异常的机器语言指令，如被0除，引用了无法访问的内存区域

• 用户键入了能够产生信号的终端特殊字符

  如中断字符Control+ C，暂停字符Control+ Z

• 发生了软件事件

  如定时器到期。进程执行的CPU时间超限，进程的某个子进程退出等

​ 针对每个信号，都定义了一个唯一的整数，从1开始顺序展开。<signal.h>头文件中以SIGXXX形式的符号对这些整数做了定义。每个信号的实际编号随系统不同而不同。

​ 信号分为两大类：一类是用于内核向进程通知事件，构成标准信号。Linux中标准信号的编号范围为1~31。另一类是实时信号。

​ 信号产生后，稍后会被传递给某一进程，而进程会采取某些措施来响应这些信号。在信号的产生和到达期间，信号处于等待（pending）状态。

​ 通常，一旦内核要调度进程执行，该进程的等待信号会马上送达，如果进程正在执行，则会立即传递信号。然而，有时需要确保一段代码的执行不受传递来的信号中断，为了做到这一点，可以将信号添加到进程的信号掩码中，阻塞指定信号的到达，该信号将保持pending状态，直至稍后对其解除阻塞（从信号掩码中移除）。进程可以使用各种系统调用对其信号掩码添加和移除

信号到达后，进程根据信号可进行如下操作：

• 忽略信号，内核将丢弃信号，信号对进程没有任何影响
• 终止（杀死）进程，进程异常终止，如kill 某个进程
• 产生核心转储文件，同时进程终止
• 暂停进程的执行
• 在暂停进程的执行后，恢复进程的执行

​ 除了根据特定信号而采取默认行为外，程序也能改变信号到达时的响应行为。也将此称之为对信号的处置设置（信号处理函数）。程序可以将对信号的处置设置如下：

• 采取默认行为，适用于撤销之前对信号处理函数的设置，恢复默认方法

• 忽略信号

• 执行信号处理函数，编写的函数，为了响应传递来的信号而执行适当任务。

20.2 信号类型

信号名称	说明
SIGABRT	进程调用abort()函数时，系统向进程发送该信号
SIGALRM	调用alarm()或setitimer()而设置的定时器，到期后，产生该信号
SIGBUS	发生了某种内存访问错误
SIGCHLD/SIGCLD	父进程的某一子进程停止/恢复/终止时，向父进程发送该信号
SIGCONT	恢复已经暂停运行的进程，如果进程正在运行，忽略该信号
SIGEMT	标识依赖于实现的硬件错误
SIGFPE	特定类型的算数错误，如除以0
SIGHUP	当终端断开时，发送该信号给终端控制进程。还可用于守护进程，如init，httpd，守护进程收到该信号时重新进行初始化并重读配置文件
SIGILL	进程试图执行非法的机器语言指令，系统向进程发送该信号
SIGINFO/SIGPWR	BSD系统中，输入control-T可产生该信号，用户获取前台进程组的状态信息
SIGINT	用户输入终端终端字符(Control + C)时，终端驱动程序将发送信号给前台进程
SIGIO	利用fcntl()系统调用时，打开的特定类型的文件描述符（如终端，套接字）发生I/O事件时产生该信号
SIGKILL	必杀信号，处理程序无法将其阻塞，忽略，捕获，所以总能终止进程
SIGPWR	电源故障信号
SIGQUIT	用户在键盘上输入退出字符(Control + \)时，内核将信号发往前台进程组，默认情况下，信号终止进程，并生成可用于调试的核心转储文件。进程如果陷入无限循环或无影响时，使用该信号就很合适。
SIGSEGV	当应用进程对内存的引用无效时，就会产生该信号。如引用的页不存在，进程更新只读内存，在用户态访问内核的不分内存等
SIGSTOP	停止进程
SIGSYS	进程发起的系统调用有误
SIGTERM	用来终止进程的标准信号，也是kill，killall命令所使用的默认信号。精心设计的程序应当为该信号设置处理器程序，以便于能预先清除临时文件和释放资源****
SIGTSTP	作业控制的停止信号，当用户在键盘上输入挂起字符（Control +Z）时，将引发该信号给前台进程组，使其停止运行
SIGTTIN	作业控制shell运行时，若后台进程组试图对终端进行read()操作，终端驱动程序则向该进程组发送此信号。该信号默认将停止进程
SIGTTOU	后台作业的终端输出
SIGXCPU	当进程的CPU时间超出对应的资源限制时，发送此信号给进程