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Linux进程信号

文章目录

- - 1.信号的概念
  - 2.信号的产生
  - 3.信号的种类
  - 4.信号的处理方式
  - 5.信号的注册
  - 6.信号的注销
  - 7.信号的自定义处理方式
  - 8.信号的捕捉流程
  - 9.信号的阻塞
  - 10.扩展

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1.信号的概念

信号是进程之间事件异步通知的一种方式，属于软中断。
只是告诉有这样一个信号，但是具体这个信号怎么处理，什么时候处理由进程决定的。所以是软中断

2.信号的产生
硬件产生:

1.ctrl+c:2号信号 SIGINT（键盘当中按下ctrl+c结束一个进程的时候，其实是进程收到了2号信号。2号信号导致了进程的退出。）
2.ctrl+z:20号信号 SIGTSTP
3.ctrl+|:3号信号 SIGQUIT
4.kill命令向进程发送信号：kill -[信号值] [pid]

软件产生：

kill函数：#include int kill(pid_t pid,int sig);
pid:进程号，给哪个进程发就填这个进程的进程号
sig：要发送的信号的值

raise函数：int raise(int sig);
谁调用给谁发信号
sig:要发送的信号值
该函数的实现实际时调用kill函数
int raise(int sig){ return kill(getpid(),sig); }

kill -[num] [pid] 可以给进程发信号

int main(){ raise(2); printf("If you saw that, you'd be damned\n"); kill(getpid(), 3); while(1){ printf("i am siganl test process...\n"); sleep(1); } return 0; }

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3.信号的种类
程序崩溃收到的信号

解引用空指针：11号信号，解引用空指针，悬垂指针

内存访问越界：11号信号，操作系统容忍进程访问不属于自己的内存，但前提条件是越界访问的内存没有分配给其他进程使用

除0：8号信号

double free:6号信号

4.信号的处理方式

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1.默认处理方式：SIG_DFL,操作系统中已经定义好处理信号的方式了

比如：2->终止进程，11->终止进程并核心转储文件

2.忽略处理方式：SIG_IGN（僵尸进程）

进程收到忽略处方式的信号后，是不会进行处理的
SIGCHLD信号：子进程先于父进程退出，子进程退出的时候会给父进程发送SIGCHLD，而父进程收到这个信号后，是忽略处理的，导致了父进程并没有回收子进程的退出状态信息，从而子进程变成了僵尸进程

3.自定义处理方式：程序员可以更改信号的处理方式，定义一个函数，当进程收到该信号的时候，调用程序员自己写的函数
5.信号的注册

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概念：

【Linux|Linux进程信号】一个进程收到一个信号，这个过程称之为注册
信号的注册与注销并不是一个过程，是两个独立的过程

内核中的定义：

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操作系统并非当作数组使用，而是当作位图进行使用

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signal数组当中一个元素有64个比特位
注册过程：

位图更改为1，添加sigqueue节点到sigqueue队列
信号注册的时候会将对应信号的比特位从0置为1，表示在当前进程受到了该信号
还需要在sigaqueue队列中添加一个sigqueue节点，队列在操作系统内核中本质就是一个双向链表（先进先出）

区别：

非实时信号的注册
第一次注册:修改sig位图(0-1)，修改sigaueue队列
第二次注册相同信号值的信号:修改sig位图(1-1)，并不会添加siaqueue节点

实时信号的注册
第一次注册:修改sig位图(0-1)，修改sigqueue队列
第二次注册相同信号值的信号:修改sig位图(1-1)，添加siaqueue节点到sigqueue队列当中

6.信号的注销

非可靠信号：
1.将信号对应的sig位图中的比特位（1-0）
2.将对应的信号sigqueue节点进行出队操作

可靠信号：
1.将对应的信号sigqueue节点进行出队操作
2.判断sigqueue队列当中还有相同信号的sigqueue节点吗如果有:则比特位不变，如果没有:则比特位改变位0

7.信号的自定义处理方式
1.第一种signal

函数：sighandler_t signal(int signum,sighadler_t handler);
signum:信号值
handler：更改为一个函数处理，接收一个函数的地址，函数指针
typedef void (*sighandler_t)(int) ; 无返回值，参数为int

注意：在调用signal函数的时候,给第二个参数传递函数地址的时候并没有调用传递的函数。而是，等到进程收到了某个信号之后，才回调刚刚注册的函数
9号信号（强杀〉就是不能被程序员自定义处理的信号。

代码：

#include #include #include void sigcallback(int sig){ //sig : 触发调用该函数，收到的信号值 printf("recv signal num is %d\n", sig); }int main(){ //1.自定义2号信号的处理方式 signal(2, sigcallback); signal(3, sigcallback); signal(9, sigcallback); while(1){ //printf("test signal process...\n"); sleep(1); } return 0; }

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2.第二种sigaction

函数：int sigaction(int signum,const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
signum:信号值
act:将信号的处理方式更改为act
oldact：原来信号的处理方式

struct sigaction{ void (*sa_handler)(int); //保存信号处理方式的函数指针 void (*sa_sigaction)(int,siginfo_t *,void *); //也是保存信号的处理方式的函数指针，但是没有使用，使用的时候配合sa_flags一起使用，当sa_flags的值为SA_SIGIFC的时候，信号按照sa_sigaction保存的函数地址进行处理 sigset_t sa_mask; //当进程处理信号的时候，如果还有收到信号，则放到该信号位图中，后续再放到进程的信号位图中 int sa_flags; void (*sa_restorer)(void); //保留字段 };

#include #include #includevoid sigcallback(int sig){ printf("rcv signalnum is %d\n",sig); } int main() { //自定义二号函数处理方式sigaction //定义一个结构体对象 struct sigaction act; act.sa_handler=sigcallback; sigemptyset(&act.sa_mask); struct sigaction oldact; sigaction(2,&act,&oldact); while(1){ sleep(1); } return 0; }

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8.信号的捕捉流程
1.流程图

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2.信号的处理时机：

当从内核切换回用户态时，会调用do_signal函数处理信号
有，就处理信号
没有则直接返回用户态

3.处理信号的不同处理方式

默认，忽略直接在内核就处理结束。
自定义处理：
执行用户自定义的处理函数（用户空间)
调用sigreturn()再次回到操作系统内核（内核空间)
再次调用会调用do_signal函数处理信号
调用sys_sigreturn函数回到用户空间，继续执行代码

4.常见的进入内核的方式

调用系统调用函数
内存访问越界，访问空指针
调用库函数

9.信号的阻塞
1.信号的注册是信号的注册，信号阻塞是信号阻塞，信号的阻塞并不会干扰信号的注册，而是说进程收到这个信号后，暂时不处理这个信号，而是等信号不阻塞之后再进行注册
3.函数接口：

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how：想让ssigprocmask做什么事情
SIG_BLOCK：设置某个信号的阻塞状态，计算新的阻塞位图方式为：block(new)=block(old)|set
SIG_UNBLACK：设置某个信号为非阻塞状态，计算新的阻塞位图方式为：block(new)=block(old)&(~set)
SIG_SETMASK：用第二个参数替换原来的阻塞位图，计算新的阻塞位图方式为：block(new)=set
set：新设置的阻塞位图
oldset:原来的老的阻塞位图

4.代码：

int main(){//1.将40号/2号信号自定义信号的处理方式 signal(40, sigcallback); signal(2,sigcallback); //2. 阻塞"全部"信号（40/2） sigset_t set; //将 set 的所有比特位全部设置为1 ： int sigfillset(sigset_t *set); sigfillset(&set); sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL); return 0； }

10.扩展

前面提到：子进程先于父进程退出，子进程退出的时候会给父进程发送SIGCHLD，而父进程收到这个信号后，是忽略处理的，导致了父进程并没有回收子进程的退出状态信息，从而子进程变成了僵尸进程。
之前调用wait/wait_pid解决，但是前者会导致父进程阻塞，无法运行，后者虽然设置了非阻塞，但是需要循环，子进程不退出之前，父进程只有循环体内的代码可以运行，那么该如何完美解决呢？

父子进程+进程等待+自定义信号处理方式

#include #include #include #include #includevoid sigcallback(int sig){ //打印这句话说明子进程退出 printf("recv sig num is %d\n",sig); //非阻塞，上面子进程已经退出了 int status; wait(&status); }int main(){ pid_t pid=fork(); if(pid<0){ perror("fork"); return 0; }else if(pid==0){ //child sleep(5); exit(1); }else{ //father //不需要阻塞，也不需要循环 signal(SIGCHLD,sigcallback); while(1) { printf("i am father process\n"); } } return 0; }