概念

信号与信号量是不同的概念。

什么是Linux信号？

进程要处理信号，必须具备信号“识别”的能力（看到 + 处理动作）
信号的处理不是立即的
信号会临时记录对应的信号，方便后续处理
一般而言，信号的产生相对与进程而言是异步的

通过kill -l 可以察看系统定义的信号列表：

在这里插入图片描述

[1,31]普通信号，[34,64]实时信号

信号行为（core dump）

通过man -7 signal 查看信号的处理动作：

在这里插入图片描述

$T er m (t er mina l)$ 表示终止进程
$C ore (C oreD u m p)$ 表示核心转储，默认关闭。
在进程等待中也出现了这个名词：

如何理解信号被进程保存：

信号发送的本质：

产生信号

1. 终端按键（组合键）变成信号：

ctrl + c   	# 终止进程

如何理解终端按键（组合键）变成信号：

2. 通过系统调用接口向进程发送信号

在这里插入图片描述

kill命令就是通过调用kill函数实现的

在这里插入图片描述

如何理解系统调用产生信号：

3. 软件条件产生信号

管道读端关闭，写端一直写，写的进程会自动退出，就是因为OS向该进程发送了 14) SIGPIPE 信号。
alarm函数

在这里插入图片描述

如何理解软件条件产生信号：

4. 硬件异常产生信号

浮点数溢出错误

当程序中发生除0时，就会发生 Floating point exception（浮点数溢出） 错误，就是产生了8) SIGFPE信号。默认情况下会直接终止进程，如果通过signal自定义行为就会一直执行自定义的行为，为什么呢？

如何理解除0

野指针或越界错误

访问野指针或者越界会触发 11) SIGSEGV 信号，发生 segment fault（段错误）

如何理解段错误：

总结

信号阻塞

概念

实际执行信号的处理动作称为信号递达(Delivery)
信号从产生到递达之间的状态，称为信号未决(Pending)。
进程可以选择阻塞 (Block )某个信号。
被阻塞的信号产生时将保持在未决状态，直到进程解除对此信号的阻塞，才执行递达的动作.
注意：阻塞和忽略是不同的，只要信号被阻塞就不会递达，而忽略是在递达之后可选的一种处理动作。

在内核中的表示

在这里插入图片描述

SIG_DFL 和 SIG_IGN 是宏，转换成指针函数的整数 0 和 1，进行信号递达前需要先将信号处理函数转换成整数，判断是忽略函数进行默认动作。
9) SIGKILL 不会被阻塞
每个信号都有两个标志位分别表示阻塞(block)和未决(pending),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，直到信号递达才清除该标志。在上图的例子中，SIGHUP信号未阻塞也未产生过，当它递达时执行默认处理动作。
信号产生没有递达会一直处于未决状态，如果信号阻塞，信号将一直处于未决状态。即便是忽略信号也是如此
常规信号在递达之前产生多次只计一次，而实时信号在递达之前产生多次可以依次放在一个队列里。

例子：

sigset_t （信号集）

信号集操作函数

用户只能通过特定的函数才能操作信号集：

#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);
int sigfillset(sigset_t *set);
int sigaddset (sigset_t *set, int signo);
int sigdelset(sigset_t *set, int signo);
int sigismember（const sigset_t *set, int signo);

这四个函数都是成功返回0,出错返回-1。sigismember是一个布尔函数,
用于判断一个信号集的有效信号中是否包含某种信号,若包含则返回1,不包
含则返回0,出错返回-1。

函数sigemptyset初始化set所指向的信号集，使其中所有信号的对应bit清零，表示该信号集不包含任何有效信号。
函数sigfillset初始化set所指向的信号集，使其中所有信号的对应bit置位，表示该信号集的有效信号包括系统支持的所有信号。
注意，在使用sigset_t类型的变量之前，一定要调用sigemptyset或sigfillset做初始化，使信号集处于确定的状态。初始化sigset_t变量之后就可以在调用sigaddset和sigdelset在该信号集中添加或删除某种有效信号

在这里插入图片描述

[外链图片转存中…(img-6d1bac13463fafe114937ff59004.png)

信号捕捉

信号有三种处理方法：

默认行为（OS定义的行为）
忽略（不做任何处理）
自定义行为（用户自定义的行为）

信号捕捉流程

在这里插入图片描述

简化一下就是：

在这里插入图片描述

进程如何从用户态进入内核态：

通过signal函数自定义对应信号的捕捉动作

signal函数

在这里插入图片描述

sigaction

#include <signal.h>

int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact);

struct sigaction {
    void     (*sa_handler)(int); 	# 信号处理方法
    void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
    sigset_t   sa_mask; 	# 信号集
    int        sa_flags;
    void     (*sa_restorer)(void);
};

参数：
	sigaction函数可以读取和修改与指定信号相关联的处理动作。调用成功则返回0,
	出错则返回- 1。signo是指定信号的编号。若act指针非空,则根据act修改该信号
	的处理动作。若oact指针非 空,则通过oact传出该信号原来的处理动作。
	act和oact指向sigaction结构体:

	将sa_handler赋值为常数SIG_IGN传给sigaction表示忽略信号,赋值为常数SIG_DFL
	表示执行系统默认动作,赋值为一个函数指针表示用自定义函数捕捉信号,或者说向内核注
	册了一个信号处理函 数,该函数返回值为void,可以带一个int参数,通过参数可以得知当
	前信号的编号,这样就可以用同一个函数处理多种信号。显然,这也是一个回调函数,不是被
	main函数调用,而是被系统所调用。

处理信号时的信号屏蔽：

可重入函数

在这里插入图片描述

main函数调用insert函数向一个链表head中插入节点node1，插入操作分为两步，刚做完第一步的时候，因为硬件中断使进程切换到内核，再次回用户态之前检查到有信号待处理，于是切换到sighandler函数，sighandler也调用insert函数向同一个链表head中插入节点node2，插入操作的两步都做完之后从sighandler返回内核态，再次回到用户态就从main函数调用的insert函数中继续往下执行，先前做第一步之后被打断，现在继续做完第二步。结果是，main函数和sighandler先后向链表中插入两个节点，而最后只有一个节点真正插入链表中了。

如果一个函数符合以下条件之一则是不可重入的:

volatile

有时编译器将会对代码进行优化，例如：一个全局变量在main函数中没有被修改，那么CPU访问该变量时将会是直接通过寄存器访问，也就是内存不可见。当该变量在函数中被修改时，可能会影响到程序的运行结果。

volatile可以解决该问题，保持内存可见性。

volatile int flag = 0;

SIGCHLD信号

子进程在终止时会给父进程发SIGCHLD信号，该信号的默认处理动作是忽略，父进程可以自定义SIGCHLD信号的处理函数，这样父进程只需专心处理自己的工作，不必关心子进程了，子进程终止时会通知父进程，父进程在信号处理函数中调用wait清理子进程即可。

子进程退出时，父进程不处理会产生僵尸进程，要想不产生僵尸进程还有另外一种办法:父进程调用sigaction将SIGCHLD的处理动作置为SIG_IGN，这样fork出来的子进程在终止时会自动清理掉，不会产生僵尸进程，也不会通知父进程。系统默认的忽略动作和用户用sigaction函数自定义的忽略通常是没有区别的，但这是一个特例。