Linux系统编程--信号及信号处理（一）

Linux信号介绍

一、信号解释

信号是一种软件中断，它提供了一种处理异步事件的方法，也是进程间唯一的异步通信方式。在linux系统中，根据POSIX标准扩展以后的信号机制，不仅可以用来通知某进程发生了什么事件，还可以给进程传递数据。

二、信号的来源

• 硬件方式

  1.当用户在终端上按下某些键时，将产生信号。
  2.硬件异常产生信号：除数为0，无效的存储访问等。这些事件通常由硬件（如CPU）检测到，并将其通知给Linux操作系统内核，然后内核生成相应的信号，并把信号发送给该时间发生时正在运行的程序。

• 软件方式

  1.用户在终端下调kill命令向进程发送任意信号。
  2.进程调用kill或sigqueue函数发送信号。
  3.当检测到某种软件条件已经具备时发出信号，如由alarm或settimer设置的定时器超时时将生成SIGALRM信号。

三、信号的种类

1、可靠信号与不可靠信号

SIGHUP（1号）至SIGSYS（31号）之间的信号都是继承自UNIX系统，是不可靠信号。Linux系统根据POSIX.4标准定义了SIGRTMIN（33号）与SIGRTMAX（64号）之间的信号，他们都是可靠信号，也称为实时信号。

在linux系统中，信号的可靠性是指信号是否会丢失，或者说该信号是否支持排队。当导致产生信号的事件发生时，内核就产生一个信号。信号产生后，内核通常会在进程表中设置某种形式的标志。当内核设置了这个标志，我们就说内核向一个进程递送了一个信号。信号产生和递送之间的时间间隔，称为信号未决。

进程可以调用sigpending将信号设置为阻塞，如果为进程产生了一个阻塞的信号，而对该信号的动作时捕捉该信号（即不忽略信号），则内核将为该进程的此信号保持为未决状态，直到该进程对此信号解除阻塞或将对此信号的响应更改为忽略。如果在进程解除对某个信号的阻塞之前，这种信号发生了多次，那么如果信号被递送多次（即信号在未决信号队列里面排队），则称之为可靠信号；只被递送一次的信号称为不可靠信号。

2、信号的优先级

信号实质上是软中断，中断有优先级，信号也有优先级。如果一个进程有多个未决信号，则对于同一个未决的实时信号，内核将按照发送的顺序来递送信号，如果存在多个未决的实时信号，则值（或者说编号）越小的越先被递送。如果既存在不可靠信号，又存在可靠信号（实时信号），虽然POSIX对这一情况没有明确规定，但linux系统和大多数遵循POSIX标准的操作系统一样，将优先递送不可靠信号。

3、进程对信号的响应

当信号发生时，用户可以要求进程以下列3种方式之一对信号做出响应。

• 捕捉信号。对于要捕捉的信号，可以为其指定信号处理函数，信号发生时该函数自动被调用，在该函数内部实现对该信号的处理。
• 忽略信号。大多数信号都可以使用这种方式进行处理，但是SIGKILL和SIGSTOP这两个信号不能被忽略，同时这两个信号也不能被捕获和阻塞。此外，如果忽略某些由硬件异常产生的信号（如非法存储访问或除以0），则进程的行为是不可预测的。
• 按照系统默认方式处理。大部分信号的默认操作时终止进程，且所有的实时信号的默认动作都是终止进程。