什么是信號

信號可以理解為軟件中斷，是在軟件層次上對中斷機(jī)制的一種模擬，在原理上，一個進(jìn)程收到一個信號與處理器收到一個中斷請求可以說是差不多的。信號是異步的，一個進(jìn)程不必通過任何操作來等待信號的到達(dá)。信號可以直接進(jìn)行用戶空間進(jìn)程和內(nèi)核進(jìn)程之間的交互，內(nèi)核進(jìn)程也可以利用它來通知用戶空間進(jìn)程發(fā)生了哪些系統(tǒng)事件。

誰來產(chǎn)生信號

信號事件的發(fā)生有兩個來源：

（1） 硬件來源，比如我們按下ctrl+c，會產(chǎn)生SIGINT信號。

（2） 軟件來源，比如我們調(diào)用alarm函數(shù)來產(chǎn)生SIGALRM信號。

常用信號

Linux信號的編號是從1-64，其中32和33空缺，沒有對應(yīng)的信號。通過kill -l 可查看所有的信號。

1~31之間的信號叫做不可靠信號， 信號可能會丟失， 也叫做非實(shí)時信號。

34~64之間的信號叫做可靠信號， 信號不會丟失， 也叫做實(shí)時信號。

信號響應(yīng)方式

信號有如下三種響應(yīng)方式：

（1） 忽略信號，即對信號不做任何處理，但是有兩個信號不能忽略，即 SIGKILL 及 SIGSTOP。

（2） 捕捉信號，定義信號處理函數(shù)，當(dāng)信號發(fā)生時，執(zhí)行相應(yīng)的自定義處理函數(shù)。

（3） 執(zhí)行缺省操作，Linux 對每種信號都規(guī)定了默認(rèn)操作。

信號處理過程

信號處理的大致流程如下：

信號產(chǎn)生 -》 信號注冊 -》 信號在進(jìn)程中注銷 -》 信號處理函數(shù)執(zhí)行完畢

我們主要講一下“信號注冊” 和“信號在進(jìn)程中注銷”。其他兩個都比較好理解。

信號注冊指的是在目標(biāo)進(jìn)程中注冊，該目標(biāo)進(jìn)程中有未決信號的信息。啥叫未決信號呢，實(shí)際執(zhí)行信號的處理動作稱為信號遞達(dá)，信號從產(chǎn)生到遞達(dá)之間的狀態(tài)，稱為信號未決。

先來看一下對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體：

struct sigpending{ //未決信號鏈的頭部與尾部 struct sigqueue *head， *tail; //未決信號集 sigset_t signal;};

struct sigqueue{ struct sigqueue *next; //信號所攜帶的信息 siginfo_t info;}

信號注冊的過程就是將信號值加入到未決信號集siginfo_t中，將信號所攜帶的信息加入到未決信號鏈的某一個sigqueue中去。

因此，對于可靠的信號，可能存在多個未決信號的sigqueue結(jié)構(gòu)，對于每次信號到來都會注冊。而不可靠信號只注冊一次，只有一個sigqueue結(jié)構(gòu)。

只要信號在進(jìn)程的未決信號集中，表明進(jìn)程已經(jīng)知道這些信號了，還沒來得及處理，或者是這些信號被阻塞。

信號在進(jìn)程中注銷是指進(jìn)程已經(jīng)接收到信號了，會在鏈表中移除。在進(jìn)程的執(zhí)行過程中，每次從系統(tǒng)調(diào)用或中斷返回用戶空間的時候，都會檢查是否有信號沒有被處理。如果這些信號沒有被阻塞，那么就調(diào)用相應(yīng)的信號處理函數(shù)來處理這些信號。可靠信號和不可靠信號的處理有所不同：

不可靠信號：由于不可靠信號在未決信號鏈中只有一個sigqueue結(jié)構(gòu)，因此將它刪除的同時，也會將信號從未決信號集中刪除。

可靠信號：由于可靠信號在未決信號鏈中可能有多個sigqueue結(jié)構(gòu)，如果只有一個，也將信號從未決信號集中刪除掉。如果有多個則不從未決信號集中刪除信號，注銷完畢。

原文標(biāo)題：Linux信號及工作原理

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