一、信号使用基础知识

1．信号的发送与捕捉：

同步：

多个进程协同完成一件事情，当资源不可用时，其他的进程阻塞等待，类比流水线操作，一步一步有先后地完成一个产品。

异步：

多个进程做多项任务，同时运行，互不干扰，当需要建立联系的时候，停止运行，建立联系，处理数据，处理完成继续各自运行。异步多个进程或线程独自运行，效率较高，系统的实时性用中断实现。

信号：

内核和用户空间沟通的信使。直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互，内核进程也可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。

eg：

进程结束时，内核会发送一个SIGCHLD信号以通知父进程子进程结束。内核向用户发送信号时，用户进程可以进程阻塞。就像项目不能因为一个无名信号出错而结束进程。

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2．信号的周期：

红色中的的内容都是内核操作，与用户程序无关，用户程序就是信号处理。

信号由内核产生，要由用户空间进行注册和注销。信号处理是定义的处理方式，相当于内核到用户的一次切换。

用户的处理方式有三种：

1)忽略

不理踩，有两个信号不可以忽略(KILL和STOP信号);

2)捕捉

捕捉信号后，自定义处理方式,(用signal()进行注册);

3)默认

系统默认处理方式。

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3．信号处理流程：

PS:

实际执行信号的处理动作称为信号投递（Delivery），信号从发生到投递之间的状态，称为信号未决（Pending）。

进程可以选择阻塞（Block）某个信号。被阻塞的信号产生后将保持在未决状态，直到进程解除对此信号的阻塞，才执行投递的动作。

每个信号都有两个标志位分别表示阻塞和未决，还有一个函数指针表示处理动作。

信号产生时，内核在进程控制块中设置该信号的未决标志（表示某信号是否发生过），直到信号投递完毕才清除该标志。在上图的例子中，

1. SIGHUP信号未阻塞也未产生过，当它递达时执行默认处理动作。

2. SIGINT信号产生过，但正在被阻塞，所以暂时不能投递。虽然它的处理动作是忽略，但在没有解除阻塞之前不能忽略这个信号，因为进程仍有机会改变处理动作之后再解除阻塞。

3. SIGQUIT信号未产生过，一旦产生SIGQUIT信号将被阻塞，它的处理动作是用户自定义函数sighandler。

未决和阻塞标志可以用相同的数据类型sigset_t来存储，sigset_t称为信号集，这个类型可以表示每个信号的“有效”或“无效”状态，在阻塞信号集中“有效”和“无效”的含义是该信号是否被阻塞，而在未决信号集中“有效”和“无效”的含义是该信号是否处于未决状态。

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4．信号应用的场合：

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5．常用的几种信号与默认方式： 

SIGALRM定时信号，定时N秒，时间到，发送一个闹钟信号，终止进程。

 

对信号的处理方式解释：

1)忽略此信号

除了两种信号(SIGKILL和SIGSTOP)不能被忽略外，其它的的信号都可被忽略，这两个信号不能被忽略的原因是：它们提供一种终极的终止或停止进程的可靠方法，这是一种终极裁判权，如果这两个信号都被忽略了的话，某个进程跑飞后就没有办法终止或停止这个进程。

另外忽略某些硬件产生的信号被认为是不可取的，如我们如果忽略非法存储访问或除以0等硬件产生的信号的话，进程状态未定义的(无法确定的状态)。

2)捕获信号

如果某个进程被通知某个信号发生了，但是想要捕获这个信号的话，该进程就必须向内核注册一个捕获函数，当相应的信号发生时，捕获函数就会被调用并执行希望对这个事件的处理。

3)执行系统的默认操作

其实我们内核为每个信号在发生时都规定了一个默认的操作，如果我们不捕获也不忽略的话，当这个信号发生时，进程会按照默认方式去处理这些发生的信号，当然对于绝大多数信号而言，其默认的处理方式都是终止接收到该信号的进程或者忽略此信号。

 

/**************************************************************************拓展:

查看信号的方法：

 kill  -l  或man 7 signal

 

  通常有62以上，kill -l 列出的前面32个是非实时的，signal函数只能使用前( 1 -- 31)，后面为拓展信号，signal不能用，中间缺少的没有编号。前面（1 -- 31）是非实时的，信号不支持排队，可能造成信号丢失。有预定义的含义和处理方式函数。后面的实时信号支持排队

 

各种信号说明：

//www.2cto.com/os/201608/537204.html (感谢博主详细列出了各种信号)

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我们常用的有：

INT， QUIT, KILL, USR1, USR2  ALRM   STOP TERM .

USR1,和USR2在硬件中没有任何价值，在应用程序中，可以使用usr1和usr2进行自定义通信。

TTOU/TTIN网络开发中常用的信号，IO信号在网路常用。

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二、相关系统调用：

1．kill()和raise()

  

pid  =  -1，向所有进程发送信号（除了init进程）。

sig = 0；表示只检查错误信息，不发送信号。没有0号编号信号。

kill示例：

raise示例:

当前进程进入stop态，发送CONT信号继续运行。如果发送的是USR1信号，默认进程退出。

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2．alarm()和pause()

0.alarm是指定一定时间后发送信号。

1.要注意的是，一个进程只能有一个闹钟时间。如果在调用alarm时已设置过闹钟时间，则之前的闹钟时间被新值所代替。

2.alarm函数只设置时钟，设置完成后，程序向下继续运行。（补充说明alarm函数只是设置定时闹钟,并不阻塞);

3.等待信号来临可以利用while检测等待或利用pause函数将进程挂起。

pause（）接收任意信号就会结束挂起。

示例代码: myalarm.c

mypause.c

利用alarm和pause实现sleep功能:

补充:

alarm()和sleep()函数不同，alarm信号并不会阻塞，相当于订了闹钟后，系统在后台计时，到了指定时间就会发送ALRM信号；sleep()函数会使进程进入睡眠态，进程暂停执行，直到时间结束。