进程函数linux系统编程之信号（一）：信号基本概述
在写这篇文章之前，xxx已经写过了几篇关于改进程函数主题的文章,想要了解的朋友可以去翻一下之前的文章
一、为了懂得信号，先从我们最熟习的场景说起：
1. 用户输入命令，在Shell下启动一个前台进程。
2. 用户按下Ctrl-C，这个键盘输入发生一个硬件中断。
3. 如果CPU以后正在执行这个进程的代码，则该进程的用户空间代码暂停执行，CPU从用户态切换到内核态处理硬件中断。
4. 终端驱动程序将Ctrl-C解释成一个SIGINT信号，记在该进程的PCB中（也可以说发送了一个SIGINT信号给该进程）。
5. 当某个时辰要从内核返回到该进程的用户空间代码继承执行之前，首先处理PCB中记载的信号，发现有一个SIGINT信号待处理，而这个信号的默认处理动作是终止进程，所以直接终止进程而不再返回它的用户空间代码执行。
用kill -l命令可以观察系统定义的信号列表：
每个信号都有一个编号和一个宏定义名称，这些宏定义可以在signal.h中找到，例如其中有定义#define SIGINT 2。编号34以上的是实时信号，这些信号各自由什么条件下发生，默认的处理动作是什么（Term表现终止以后进程，Core表现终止以后进程并且Core Dump，Ign表现忽略该信号，Stop表现停止以后进程，Cont表现继承执行先前停止的进程），在signal(7)中都有详细说明。
0～31 不可靠信号，多个信号不会排队只保存一个，即信号可能丢失。
34～64 可靠（实时信号），支撑排队信号不会丢失，可应用sigqueue发送信号，不像0~31有缺省的定义。
二、发生信号的条件主要有：
1、用户在终端按下某些键时，终端驱动程序会发送信号给前台进程，例如Ctrl-C发生SIGINT信号，Ctrl-\发生SIGQUIT信号，Ctrl-Z发生SIGTSTP信号。
2、硬件异常发生信号，这些条件由硬件检测到并通知内核，然后内核向以后进程发送适当的信号。例如以后进程执行了除以0的指令，CPU的运算单元会发生异常，内核将这个异常解释为SIGFPE信号发送给进程。
3、再比如以后进程访问了合法内存地址，MMU会发生异常，内核将这个异常解释为SIGSEGV信号发送给进程。
4、一个进程调用kill(2)函数可以发送信号给另一个进程。
5、可以用kill(1)命令发送信号给某个进程，kill(1)命令也是调用kill(2)函数实现的，如果不明确指定信号则发送SIGTERM信号，该信号的默认处理动作是终止进程。
6、raise：给自己发送信号。raise(sig)等价于kill(getpid(), sig);
7、killpg：给进程组发送信号。killpg(pgrp, sig)等价于kill(-pgrp, sig);
8、sigqueue：给进程发送信号，支撑排队，可以附带信息。
9、当内核检测到某种软件条件发生时也可以通过信号通知进程，例如闹钟超时发生SIGALRM信号，向读端已关闭的管道写数据时发生SIGPIPE信号。
调用pause函数：将进程置为可中断睡眠状态。然后它调用schedule()，使linux进程调度器找到另一个进程来运行。pause使调用者进程挂起，直到一个信号被捕获处理后函数才返回。
三、用户程序可以调用signal(2) / sigaction(2)函数告诉内核如何处理某种信号（若未注册则按缺省处理），可选的处理动作有三种：
1. 忽略此信号。有两个信号不能被忽略：SIGKILL和SIGSTOP。
2. 执行该信号的默认处理动作。
3. 供给一个信号处理函数，要求内核在处理该信号时切换到用户态执行这个处理函数，这类方式称为捕捉（Catch）一个信号。
四、信号与中断的区别
信号与中断的相似点：
（1）采用了相同的异步通信方式；
（2）当检测出有信号或中断请求时，都暂停正在执行的程序而转去执行响应的处理程序；
（3）都在处理完毕后返回到本来的断点；
（4）对信号或中断都可停止屏蔽。
信号与中断的区别：
（1）中断有优先级，而信号没有优先级，全部的信号都是平等的；
（2）信号处理程序是在用户态下运行的，而中断处理程序是在核心态下运行；
（3）中断响应是及时的，而信号响应通常都有较大的时间延迟。
五、signal(2) 信号注册函数
typedef void (*__sighandler_t) (int);
#define SIG_ERR ((__sighandler_t) -1)
#define SIG_DFL ((__sighandler_t) 0)
#define SIG_IGN ((__sighandler_t) 1)
函数原型:
__sighandler_t signal(int signum, __sighandler_t handler);
参数
signal是一个带signum和handler两个参数的函数，准备捕捉或屏蔽的信号由参数signum给出，接收到指定信号时将要调用的函数由handler给出，handler这个函数必须有一个int类型的参数（即接收到的信号代码），它本身的类型是void
handler也可以是两个特殊值：SIG_IGN屏蔽该信号；SIG_DFL 恢复默认行为
RETURN VALUE
signal() returns the previous value of the signal handler, or SIG_ERR on error.
示例小程序：
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/*************************************************************************
> File Name: process_.c > Author: Simba > Mail: dameng34@163.com > Created Time: Sat 23 Feb 2013 02:34:02 PM CST ************************************************************************/ #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<unistd.h> #include<fcntl.h> #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<string.h> #include<signal.h> #define ERR_EXIT(m) \ do { \ perror(m); \ exit(EXIT_FAILURE); \ } while( 0) void handler( int sig); int main( int argc, char *argv[]) { __sighandler_t oldhandler; oldhandler = signal(SIGINT, handler); // 返回值是先前的信号处理程序函数指针 if (oldhandler == SIG_ERR) ERR_EXIT( "signal error"); while (getchar() != '\n') ; /* signal(SIGINT, SIGDFL) */ if (signal(SIGINT, oldhandler) == SIG_ERR) ERR_EXIT( "signal error"); for (; ;) ; return 0; } void handler( int sig) { printf( "recv a sig=%d\n", sig); } |
测试输出如下：
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/signal$ ./signal
^Crecv a sig=2
^Crecv a sig=2
^Crecv a sig=2
^C
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/signal$
程序执行开始注册了SIGINT信号的处理函数，故我们按下ctrl+c 并不会像平常一样终止程序，只是打印了recv a sig = 2。接着按下回车，从新注册了SIGINT的默认处理，此时再ctrl+c 程序就被终止了。
将程序中的 32 ～37 行 换成如下的表述：
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for (; ;)
{ pause(); //使进程挂起直到一个信号被捕获(信号处理函数完成后返回) //且调用schedule()使系统调度其他程序运行， //这样比完全的死循环的利益是让出cpu printf( "pause return\n"); } |
调用pause 的利益是在等待信号的时候让出cpu，让系统调度其他进程运行，而不是完全的死循环，当然这样ctrl+c 就是始终终止不了程序，我们可以应用 ctrl+\ 发生SIGQUIT信号终止程序。
事实上根据man手册，signal 函数可移植性并非很好，最好只是用在SIG_DFL, SIG_IGN 上，注册信号处理函数用sigaction 比较好。
文章结束给大家分享下程序员的一些笑话语录：
开发时间
项目经理: 如果我再给你一个人,那可以什么时候可以完工?程序员: 3个月吧!项目经理: 那给两个呢?程序员: 1个月吧!
项目经理: 那100呢?程序员: 1年吧!
项目经理: 那10000呢?程序员: 那我将永远无法完成任务.
