信號(hào)(signal)是一種軟中斷，信號(hào)機(jī)制是進(jìn)程間通信的一種方式，采用異步通信方式

Linux系統(tǒng)共定義了64種信號(hào)，分為兩大類：可靠信號(hào)與不可靠信號(hào)，前32種信號(hào)為不可靠信號(hào)，后32種為可靠信號(hào)。

• 不可靠信號(hào)： 也稱為非實(shí)時(shí)信號(hào)，不支持排隊(duì)，信號(hào)可能會(huì)丟失, 比如發(fā)送多次相同的信號(hào), 進(jìn)程只能收到一次. 信號(hào)值取值區(qū)間為1~31；

• 可靠信號(hào)： 也稱為實(shí)時(shí)信號(hào)，支持排隊(duì), 信號(hào)不會(huì)丟失, 發(fā)多少次, 就可以收到多少次. 信號(hào)值取值區(qū)間為32~64

在終端，可通過kill -l查看所有的signal信號(hào)

對(duì)于signal信號(hào)，絕大部分的默認(rèn)處理都是終止進(jìn)程或停止進(jìn)程，或dump內(nèi)核映像轉(zhuǎn)儲(chǔ)。 上述的31的信號(hào)為非實(shí)時(shí)信號(hào)，其他的信號(hào)32-64 都是實(shí)時(shí)信號(hào)。

信號(hào)來源分為硬件類和軟件類：

• 用戶輸入：比如在終端上按下組合鍵ctrl+C，產(chǎn)生SIGINT信號(hào)；

• 硬件異常：CPU檢測到內(nèi)存非法訪問等異常，通知內(nèi)核生成相應(yīng)信號(hào)，并發(fā)送給發(fā)生事件的進(jìn)程；

通過系統(tǒng)調(diào)用，發(fā)送signal信號(hào)：kill()，raise()，sigqueue()，alarm()，setitimer()，abort()

• kernel,使用 kill_proc_info(）等

• native,使用 kill() 或者raise()等

• java,使用 Procees.sendSignal()等

在進(jìn)程task_struct結(jié)構(gòu)體中有一個(gè)未決信號(hào)的成員變量 struct sigpending pending。每個(gè)信號(hào)在進(jìn)程中注冊都會(huì)把信號(hào)值加入到進(jìn)程的未決信號(hào)集。

• 非實(shí)時(shí)信號(hào)發(fā)送給進(jìn)程時(shí)，如果該信息已經(jīng)在進(jìn)程中注冊過，不會(huì)再次注冊，故信號(hào)會(huì)丟失；

• 實(shí)時(shí)信號(hào)發(fā)送給進(jìn)程時(shí)，不管該信號(hào)是否在進(jìn)程中注冊過，都會(huì)再次注冊。故信號(hào)不會(huì)丟失；

• 非實(shí)時(shí)信號(hào)：不可重復(fù)注冊，最多只有一個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)；當(dāng)該結(jié)構(gòu)被釋放后，把該信號(hào)從進(jìn)程未決信號(hào)集中刪除，則信號(hào)注銷完畢；

• 實(shí)時(shí)信號(hào)：可重復(fù)注冊，可能存在多個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)；當(dāng)該信號(hào)的所有sigqueue處理完畢后，把該信號(hào)從進(jìn)程未決信號(hào)集中刪除，則信號(hào)注銷完畢；

內(nèi)核處理進(jìn)程收到的signal是在當(dāng)前進(jìn)程的上下文，故進(jìn)程必須是Running狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)程喚醒或者調(diào)度后獲取CPU，則會(huì)從內(nèi)核態(tài)轉(zhuǎn)到用戶態(tài)時(shí)檢測是否有signal等待處理，處理完，進(jìn)程會(huì)把相應(yīng)的未決信號(hào)從鏈表中去掉。

signal信號(hào)處理時(shí)機(jī)： 內(nèi)核態(tài) -> signal信號(hào)處理 -> 用戶態(tài)：

• 在內(nèi)核態(tài)，signal信號(hào)不起作用；

• 在用戶態(tài)，signal所有未被屏蔽的信號(hào)都處理完畢；

• 當(dāng)屏蔽信號(hào)，取消屏蔽時(shí)，會(huì)在下一次內(nèi)核轉(zhuǎn)用戶態(tài)的過程中執(zhí)行；

進(jìn)程對(duì)信號(hào)的處理方式： 有3種

• 默認(rèn) 接收到信號(hào)后按默認(rèn)的行為處理該信號(hào)。 這是多數(shù)應(yīng)用采取的處理方式。

• 自定義 用自定義的信號(hào)處理函數(shù)來執(zhí)行特定的動(dòng)作

• 忽略 接收到信號(hào)后不做任何反應(yīng)。

進(jìn)程處理某個(gè)信號(hào)前，需要先在進(jìn)程中安裝此信號(hào)。安裝過程主要是建立信號(hào)值和進(jìn)程對(duì)相應(yīng)信息值的動(dòng)作。

信號(hào)安裝函數(shù)

• signal()：不支持信號(hào)傳遞信息，主要用于非實(shí)時(shí)信號(hào)安裝；

• sigaction():支持信號(hào)傳遞信息，可用于所有信號(hào)安裝；

其中 sigaction結(jié)構(gòu)體

• sa_handler:信號(hào)處理函數(shù)

• sa_mask：指定信號(hào)處理程序執(zhí)行過程中需要阻塞的信號(hào)；

• sa_flags：標(biāo)示位

• SA_RESTART：使被信號(hào)打斷的syscall重新發(fā)起。

• SA_NOCLDSTOP：使父進(jìn)程在它的子進(jìn)程暫?；蚶^續(xù)運(yùn)行時(shí)不會(huì)收到 SIGCHLD 信號(hào)。

• SA_NOCLDWAIT：使父進(jìn)程在它的子進(jìn)程退出時(shí)不會(huì)收到SIGCHLD信號(hào)，這時(shí)子進(jìn)程如果退出也不會(huì)成為僵 尸進(jìn)程。

• SA_NODEFER：使對(duì)信號(hào)的屏蔽無效，即在信號(hào)處理函數(shù)執(zhí)行期間仍能發(fā)出這個(gè)信號(hào)。

• SA_RESETHAND：信號(hào)處理之后重新設(shè)置為默認(rèn)的處理方式。

• SA_SIGINFO：使用sa_sigaction成員而不是sa_handler作為信號(hào)處理函數(shù)。

函數(shù)原型：

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

• signum：要操作的signal信號(hào)。

• act：設(shè)置對(duì)signal信號(hào)的新處理方式。

• oldact：原來對(duì)信號(hào)的處理方式。

• 返回值：0 表示成功，-1 表示有錯(cuò)誤發(fā)生。

• kill()：用于向進(jìn)程或進(jìn)程組發(fā)送信號(hào)；

• sigqueue()：只能向一個(gè)進(jìn)程發(fā)送信號(hào)，不能像進(jìn)程組發(fā)送信號(hào)；主要針對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)提出，與sigaction()組合使用，當(dāng)然也支持非實(shí)時(shí)信號(hào)的發(fā)送；

• alarm()：用于調(diào)用進(jìn)程指定時(shí)間后發(fā)出SIGALARM信號(hào)；

• setitimer()：設(shè)置定時(shí)器，計(jì)時(shí)達(dá)到后給進(jìn)程發(fā)送SIGALRM信號(hào)，功能比alarm更強(qiáng)大；

• abort()：向進(jìn)程發(fā)送SIGABORT信號(hào)，默認(rèn)進(jìn)程會(huì)異常退出。

• raise()：用于向進(jìn)程自身發(fā)送信號(hào)；

信號(hào)集操作函數(shù)

• sigemptyset(sigset_t *set)：信號(hào)集全部清0；

• sigfillset(sigset_t *set)： 信號(hào)集全部置1，則信號(hào)集包含linux支持的64種信號(hào)；

• sigaddset(sigset_t *set, int signum)：向信號(hào)集中加入signum信號(hào)；

• sigdelset(sigset_t *set, int signum)：向信號(hào)集中刪除signum信號(hào)；

• sigismember(const sigset_t *set, int signum)：判定信號(hào)signum是否存在信號(hào)集中。

信號(hào)阻塞函數(shù)

• sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset))； 不同how參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同功能

• SIG_BLOCK：將set指向信號(hào)集中的信號(hào)，添加到進(jìn)程阻塞信號(hào)集；

• SIG_UNBLOCK：將set指向信號(hào)集中的信號(hào)，從進(jìn)程阻塞信號(hào)集刪除；

• SIG_SETMASK：將set指向信號(hào)集中的信號(hào)，設(shè)置成進(jìn)程阻塞信號(hào)集；

• sigpending(sigset_t *set))：獲取已發(fā)送到進(jìn)程，卻被阻塞的所有信號(hào)；

• sigsuspend(const sigset_t *mask))：用mask代替進(jìn)程的原有掩碼，并暫停進(jìn)程執(zhí)行，直到收到信號(hào)再恢復(fù)原有掩碼并繼續(xù)執(zhí)行進(jìn)程。

Linux信號(hào)(signal)機(jī)制 - JackPeng博客 (yuanfentiank789.github.io)