信號(signal)是一種軟中斷，信號機制是進程間通信的一種方式，采用異步通信方式

Linux系統共定義了64種信號，分為兩大類：可靠信號與不可靠信號，前32種信號為不可靠信號，后32種為可靠信號。

• 不可靠信號： 也稱為非實時信號，不支持排隊，信號可能會丟失, 比如發送多次相同的信號, 進程只能收到一次. 信號值取值區間為1~31；

• 可靠信號： 也稱為實時信號，支持排隊, 信號不會丟失, 發多少次, 就可以收到多少次. 信號值取值區間為32~64

在終端，可通過kill -l查看所有的signal信號

對于signal信號，絕大部分的默認處理都是終止進程或停止進程，或dump內核映像轉儲。 上述的31的信號為非實時信號，其他的信號32-64 都是實時信號。

信號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，產生SIGINT信號；

• 硬件異常：CPU檢測到內存非法訪問等異常，通知內核生成相應信號，并發送給發生事件的進程；

通過系統調用，發送signal信號：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

在進程task_struct結構體中有一個未決信號的成員變量 struct sigpending pending。每個信號在進程中注冊都會把信號值加入到進程的未決信號集。

• 非實時信號發送給進程時，如果該信息已經在進程中注冊過，不會再次注冊，故信號會丟失；

• 實時信號發送給進程時，不管該信號是否在進程中注冊過，都會再次注冊。故信號不會丟失；

• 非實時信號：不可重復注冊，最多只有一個sigqueue結構；當該結構被釋放后，把該信號從進程未決信號集中刪除，則信號注銷完畢；

• 實時信號：可重復注冊，可能存在多個sigqueue結構；當該信號的所有sigqueue處理完畢后，把該信號從進程未決信號集中刪除，則信號注銷完畢；

內核處理進程收到的signal是在當前進程的上下文，故進程必須是Running狀態。當進程喚醒或者調度后獲取CPU，則會從內核態轉到用戶態時檢測是否有signal等待處理，處理完，進程會把相應的未決信號從鏈表中去掉。

signal信號處理時機： 內核態 -> signal信號處理 -> 用戶態：

• 在內核態，signal信號不起作用；

• 在用戶態，signal所有未被屏蔽的信號都處理完畢；

• 當屏蔽信號，取消屏蔽時，會在下一次內核轉用戶態的過程中執行；

進程對信號的處理方式： 有3種

• 默認 接收到信號后按默認的行為處理該信號。 這是多數應用采取的處理方式。

• 自定義 用自定義的信號處理函數來執行特定的動作

• 忽略 接收到信號后不做任何反應。

進程處理某個信號前，需要先在進程中安裝此信號。安裝過程主要是建立信號值和進程對相應信息值的動作。

信號安裝函數

• signal()：不支持信號傳遞信息，主要用于非實時信號安裝；

• sigaction():支持信號傳遞信息，可用于所有信號安裝；

其中 sigaction結構體

• sa_handler:信號處理函數

• sa_mask：指定信號處理程序執行過程中需要阻塞的信號；

• sa_flags：標示位

• SA_RESTART：使被信號打斷的syscall重新發起。

• SA_NOCLDSTOP：使父進程在它的子進程暫停或繼續運行時不會收到 SIGCHLD 信號。

• SA_NOCLDWAIT：使父進程在它的子進程退出時不會收到SIGCHLD信號，這時子進程如果退出也不會成為僵 尸進程。

• SA_NODEFER：使對信號的屏蔽無效，即在信號處理函數執行期間仍能發出這個信號。

• SA_RESETHAND：信號處理之后重新設置為默認的處理方式。

• SA_SIGINFO：使用sa_sigaction成員而不是sa_handler作為信號處理函數。

函數原型：

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

• signum：要操作的signal信號。

• act：設置對signal信號的新處理方式。

• oldact：原來對信號的處理方式。

• 返回值：0 表示成功，-1 表示有錯誤發生。

• kill()：用于向進程或進程組發送信號；

• sigqueue()：只能向一個進程發送信號，不能像進程組發送信號；主要針對實時信號提出，與sigaction()組合使用，當然也支持非實時信號的發送；

• alarm()：用于調用進程指定時間后發出SIGALARM信號；

• setitimer()：設置定時器，計時達到后給進程發送SIGALRM信號，功能比alarm更強大；

• abort()：向進程發送SIGABORT信號，默認進程會異常退出。

• raise()：用于向進程自身發送信號；

信號集操作函數

• sigemptyset(sigset_t *set)：信號集全部清0；

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

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

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

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

信號阻塞函數

• sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset))； 不同how參數，實現不同功能

• SIG_BLOCK：將set指向信號集中的信號，添加到進程阻塞信號集；

• SIG_UNBLOCK：將set指向信號集中的信號，從進程阻塞信號集刪除；

• SIG_SETMASK：將set指向信號集中的信號，設置成進程阻塞信號集；

• sigpending(sigset_t *set))：獲取已發送到進程，卻被阻塞的所有信號；

• sigsuspend(const sigset_t *mask))：用mask代替進程的原有掩碼，并暫停進程執行，直到收到信號再恢復原有掩碼并繼續執行進程。

Linux信號(signal)機制 - JackPeng博客 (yuanfentiank789.github.io)