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Linux中的信號(注冊,注銷,處理,阻塞)

更新時間：2024年02月12日 17:04:22 作者：風吹雨淋

這篇文章主要介紹了Linux中的信號(注冊,注銷,處理,阻塞),具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

信號產生但沒有被處理，pending表0變1，表示進程收到對應信號(準確的來說叫信號寫入)
阻塞，為了攔截對應信號做出對應的處理動作。不想處理某些信號，攔不住別人給進程發(fā)
信號待定是可以隨時遞達（被處理），如果沒有被阻塞，信號會在合適的時候遞達（被處理）
什么叫合適的時候：從內核態(tài)切換到用戶態(tài)時進行信號的檢測和處理
如果信號阻塞，該信號永遠處于未決狀態(tài)
總之pending表就是隨時能處理信號，一旦設置了阻塞，只有解除阻塞才能處理信號

信號注冊

信號注冊：在進程中做標記，讓進程能夠知道自己收到某個信號，官方說法操作系統(tǒng)內核給進程發(fā)送信號的過程，這個過程稱為注冊

PCB中有一個pending未決（沒有被處理）信號的集合（是一個位圖結構），標記進程收到了某個信號
PCB中有一個sigqueue鏈表（實質是一個雙向鏈表），進程每收到一個信號，就是給該鏈表中添加一個對應信號的節(jié)點，并且修改位圖，將信號值對應位置置1

非可靠信號注冊：

如果沒有收到信號則注冊（添加節(jié)點，位圖置1）
如果之前收到了信號還未處理，則什么都不做（丟棄）

可靠信號注冊：

不管位圖是否置1（是否已經注冊，還沒處理），都會添加一個信號節(jié)點

可以通過sigqueue函數(shù)在發(fā)送信號的同時攜帶數(shù)據(jù)

信號注銷

什么是注銷：

在信號被處理之前，消除信號存在的痕跡
主要防止信號被重復處理

非可靠信號的注銷：

刪除信號的信息節(jié)點，位圖置0

可靠信號的注銷：

刪除信號的一個信息節(jié)點，當前沒有相同節(jié)點則位圖置0

信號處理

處理就是調用信號的處理函數(shù)

有三種處理方式

默認處理：系統(tǒng)中已經定義好了處理方式

忽略處理：空的處理方式

SIGCHLD：子進程再退出時給父進程發(fā)送一個SIGCHLD信號，父進程對于該信號的處理方式是忽略處理該信號對于所有進程而言都是忽略處理

自定義處理：自己定義一個處理函數(shù)，替換掉處理函數(shù)

自定義處理函數(shù)signal

用handler函數(shù)，替換signum信號當前的處理函數(shù)

自定義信號的捕捉流程（捕捉流程：從用戶態(tài)進入內核態(tài)，找到信號并處理的過程）

進入內核的原因：

系統(tǒng)調用函數(shù)
中斷
進程異常

當前執(zhí)行流在用戶態(tài)收到信號，不能立即處理信號，而是從用戶態(tài)切換到內核態(tài)時處理

進入內核后，執(zhí)行流并不知道要處理信號，而是執(zhí)行一些功能當要從內核態(tài)返回到用戶態(tài)，一定會調用do_signal函數(shù)判斷當前進程有無收到信號，收到則立即處理，沒有直接返回到用戶態(tài)

如果有信號就執(zhí)行信號對應動作

如果是自定義處理方式，會從內核態(tài)切換到用戶態(tài)執(zhí)行自定義函數(shù)，調用sigreturn函數(shù)再次進入到內核（不能以內核身份執(zhí)行用戶寫的自定義代碼）

再去調用dosignal判斷是否有其它信號需要處理

信號阻塞

阻塞（阻塞不是在處理信號）

信號被阻塞后依然會注冊，但是暫時不處理（直到被解除阻塞）

PCB中有個block阻塞信號集合，哪個信號被添加到block阻塞集合中，表示收到信號但暫時不處理

更改或獲取進程的信號block表（將信號集合設置進內核）

int sigprocmask(int how, const sigset_t* set, sigset_t* oset)

how：對PCB中信號阻塞集合進行的操作

SIG_BLOCK：block|=set

把set集合中的信號添加到block集合中，阻塞set集合中的信號

SIG_UNBLOCK：block&=~set

解除

SIG_SETMASK：block=set

重新設置block表

oldset將修改前block集合中的信息添加到old中，便于還原

是輸出型參數(shù)，將原block返回，不想返回設置為NULL

要屏蔽2號信號，將2號信號添加到set中

set是輸入型參數(shù)

函數(shù)在阻塞指定信號時，就要傳進去一個集合，意味著要將所有的信號添加到一個集合中
所以要先定義一個信號集合的變量sigset_t
通過sigsetempty(sigset* set)先將集合中的數(shù)據(jù)清空
通過sigaddset(sigset_t* set, int sugnum)----將signum添加到set集合中（單個添加）
通過sigfillset(sigset_t *set)------------------------將所有信號添加到set中
通過sigdelset(sigset_t *set, int signum)----移除指定信號
通過sigismember(sigset_t *set, int signum)–按段信號signum是(返回1)否(-1)在set信號集合中

9號和19號不能被阻塞，忽略，自定義

僵尸進程是已經死了的

SIGPIPE

管道讀端關閉，繼續(xù)寫，會在write會觸發(fā)異常

SIGCHLD

子進程退出時給父進程發(fā)送的信號
這個信號的默認處理方式是忽略，因此未對子進程退出做出處理

修改SIGCHLD的默認處理方法（讓回調函數(shù)內部wait子進程）其實并不合理

因為該信號是非可靠信號，大量子進程同時退出，發(fā)出的多個非可靠信號可能只注冊了一次

可直接顯示忽略，明確告訴OS，子進程退出我不關心，直接把資源回收

signal(SIGCHLD, SIG_IGN)

或者在回調函數(shù)內部，使用waitpid循環(huán)等待每一個子進程退出的信號

int sigpending(sigset_t *set)

獲取當前進程的pending信號集（輸出型參數(shù)），放入set集合中

PCB如何獲取signal函數(shù)使用自定義信號

在PCB有一個結構體指針struct sighand_struct* sighand，該指針指向結構體sighand_struct；

該結構體中有一個struct k_sigaction action[_NSIG]數(shù)組，數(shù)組中的每個元素是一個多重嵌套結構體，如圖

action數(shù)組中一個元素就保存了一個信號對應的處理方式，
例如，2號信號對應一個action數(shù)組中的元素，2號信號的處理方式就保存在_sighander_t類型的變量中
該類型的變量保存了三種數(shù)據(jù)，就是上述的三種信號處理方式，默認處理、忽略處理、自定義處理

PCB與signal函數(shù)的關系

在調用signal函數(shù)，參數(shù)sighandler保存了新函數(shù)地址，該新地址是傳送給PCB中action數(shù)組的元素，該元素內容被修改
就通過signal函數(shù)改變了2號信號的處理方式，
當進程在處理2號時通過PCB一步步找到action數(shù)組找到2號信號的處理方式，發(fā)現(xiàn)其處理方式是自定義的函數(shù)
從而調用自定義的函數(shù)