linux高级编程-信号(1)-信号的基本概念

• 中断的概念

　　　　中断指处理机处理程序运行中出现的紧急事件的整个过程.程序运行过程中，系统外部、系统内部或者现行程序本身若出现紧急事件，处理机立即中止现行程序的运行，

　　自动转入相应的处理程序(中断处理函数)，待处理完后，再返回原来的程序运行，这整个过程称为程序中断。我举个简单的例子，一个人正在看书，突然有人在敲门，这个

　　时候他就要中断看书的动作去开门，等开门的动作完成之后就继续回去看书，这就是一次中断。

• 信号的概念

　　   有很多人都说信号是软中断，但它的本质是对中断的一种模拟，为linux提供了一种处理异步事件的方法。　　　　　　

• 信号与中断的比较

　　　　相同点：

　　　　　　都支持异步通信方式

　　　　　　当检测出有信号或中断请求时，都暂停正在执行的程序而去执行相应的中断处理函数

　　　　　　中断处理完成之后都会继续执行之前的程序

　　　　　　信号中断都可以进行屏蔽

　　　　不同点：　

　　　　　　中断有优先级，而信号没有优先级

　　　　　　中断处理程序是在内核空间运行的，而信号处理程序是在用户空间运行的

　　　　　　中断响应一般都是及时的，而信号通常都会延迟

• 信号的分类

　　　　信号分为可靠信号与不可靠信号,可靠信号又称为实时信号，非可靠信号又称为非实时信号

　　　　不可靠信号主要有以下两个问题

　　　　　　1. 每次信号处理完之后，就会恢复成默认处理(这个只在早期的unix系统中存在，现在的Linux对信号机制进行了改进，因此，不可靠信号主要是指信号丢失)

　　　　　　2. 存在信号丢失问题

 　　　　在linux系统中的64个信号中，前31个信号都是不可靠信号，后面的都是可靠信号

• 信号的处理方式

　　　　信号的处理方式有三种，分别是默认处理、忽略处理、自定义处理

　　　　1. 信号的默认处理：　

信号	动作	发生条件
SIGABRT	终止+core	当程序调用abort函数时，会产生该信号，程序异常终止
SIGALRM	终止	当由alarm或setitimer函数设置的定时器超时时，会产生该信号
SIGBUS	终止+core	经常因为内存错误产生该信号
SIGCHLD	忽略	当进程terminate或stopped的时候，该信号会发送给父进程。如果父进程需要知道子进程什么时候终止，父进程必须捕获该信号。通常在该信号的捕获函数中调用wait或waitpid获取子进程的pid和终止状态
SIGCONT	忽略/继续	作业控制命令进程继续执行时，该信号发送给进程。如果进程之前已被停止，则该信号的默认处理方式是继续进程的执行；否则，忽略该信号
SIGFPE	终止+core	当发生算术错误（如：除零，溢出等）时，产生该信号
SIGHUP	终止	当终端界面检测到连接断开时，内核向与控制终端的session leader进程发送该信号（当且仅当终端的CLOCAL标识位没有被设置时，才会发送该信号）。接收信号的session leader可能是后台进程，这与普通终端产生的信号不同，普通终端信号接收者是前台进程组。另外，当控制终端的session leader终止时，SIGHUP信号会发送到前台进程组。因为守护进程没有控制终端，通常不应该接收该信号的，所以这个信号常常被用作守护进程重新读取配置文件的信号
SIGILL	终止	当处理器执行了非法指令时，产生该信号
SIGINT	终止	当向终端输入终端键（Control+C或DELETE）时，终端产生SIGINT信号。该信号被发送到前台进程组。通常用来终止已运行的进程
SIGIO	终止/忽略	该信号用来提供异步IO模式。当有IO可用时，产生该信号通知进程
SIGKILL	终止	该信号给超级用户提供了终止任何进程的能力，通常通过kill函数或命令。该信号不能够被忽略或捕获
SIGPIPE	终止	当向已经关闭读者的管道写数据时，会产生该信号。同样向未连接的SOCK_STREAM类型的socket写数据时，也会产生该信号
SIGPOLL	终止	当指定的事件发生在可选择的设备上时，产生该信号
SIGPROF	终止	由setitimer设置的间隔定时器超时会产生该信号
SIGPWR	终止	当系统有UPS（Uninterruptible Power Supply，即电池）时，断电后使用电池，当电池电量低时，会产生该信号通知进程在1530秒内关闭
SIGQUIT	终止+core	当输入退出键（Control+\）时，终端将会产生SIGQUIT信号，该信号被传送到前台进程组
SIGSEGV	终止+core	非法内存引用时，产生该信号
SIGSTOP	停止进程	作业控制信号，用来停止进程。该信号不能被忽略或捕获
SIGSYS	终止+core	非法系统调用时，产生该信号
SIGTERM	终止	kill函数默认发送的信号，用来终止进程
SIGTRAP	终止+core	系统定义的硬件错误。通常，在遇到调试断点时，将控制权传递给debugger
SIGTSTP	停止进程	当输入挂起键（Control+Z）时，终端产生该（交互式停止）信号停止进程。该信号被发送给前台进程组
SIGTTIN	停止进程	当后台进程组中的进程要求从控制终端读取数据时，会产生该信号。有两个例外情况：1、要求读数据的后台进程忽略或阻塞了该信号，2、进程所属进程组是“孤儿”。在这两种情况下，不会产生该信号，否则，read会错误返回，并将errno设置为EIO
SIGTTOU	停止进程	当后台进程组中的进程要求写数据到控制终端时，会产生该信号。后台进程可以被允许写数据到控制终端。当不允许后台进程写数据到控制终端时，write会错误返回，并将errno设置为EIO。到有两个例外情况：1、要求写数据的后台进程忽略或阻塞了该信号，2、进程所属进程组是“孤儿”。在这两种情况下，不会产生该信号
SIGURG	忽略	当网络连接（Socket）接收到带外数据（out-of-band data）时，会产生该信号
SIGUSR1	终止	用户自定义的信号
SIGUSR2	终止	用户自定义的信号
SIGVTALRM	终止	由setitimer设置的虚拟定时器超时时，产生该信号
SIGXCPU	终止+core/忽略	进程超过了CPU的软限制时，产生该信号
SIGXFSZ	终止+core/忽略	进程超过了文件大小的软限制时，产生该信号

 

　　　　2. 忽略信号

　　　　　　信号的忽略主要使用signal()函数，如下面代码所示：

void ignoreSignal()
{
    // SIG_IGN : ignore signal
    signal(SIGINT, SIG_IGN);
    for (;;) {}
}

　　　　　　将忽略的信号重新设置为缺省的处理方式：

void defaultSignal()
{
    // SIG_IGN : ignore signal
    signal(SIGINT, SIG_DFL);
    for (;;) {}
}

　　　　3. 自定义信号处理函数

　　　　　　信号的自定义处理函数，同样使用signal函数进行注册，代码如下所示：

/**
 * @brief handle : User-defined signal processing function
 * @param sig
 */
void handle(int sig)
{
    std::cout << " handle signal ******* " << sig << std::endl;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (SIG_ERR == signal(SIGINT, handle)) {
        return 0;
    }
    for (;;) {}
}