信號(hào)與進(jìn)程是分不開(kāi)的，而把信號(hào)與進(jìn)程的筆記分開(kāi)來(lái)寫，是因?yàn)槲矣X(jué)得這個(gè)信號(hào)太難搞懂了，特別是APUE信號(hào)這一章還把信號(hào)結(jié)合歷史來(lái)介紹弄的我云里霧里。 

信號(hào)本質(zhì)上是在軟件層次上對(duì)中斷機(jī)制的一種模擬，他有幾種產(chǎn)生方式和處理方式(APUE有介紹)，下面帶著疑惑從幾個(gè)角度對(duì)信號(hào)進(jìn)行介紹 

（一）    站在進(jìn)程的角度

進(jìn)程發(fā)現(xiàn)和接受信號(hào)

我們知道，信號(hào)是異步的，一個(gè)進(jìn)程不可能等待信號(hào)的到來(lái)，也不知道信號(hào)會(huì)到來(lái)，那么，進(jìn)程是如何發(fā)現(xiàn)和接受信號(hào)呢？實(shí)際上，信號(hào)的接收不是由用戶進(jìn)程來(lái)完成的，而是由內(nèi)核代理。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程P2向另一個(gè)進(jìn)程P1發(fā)送信號(hào)后，內(nèi)核接受到信號(hào)，并將其放在P1的信號(hào)隊(duì)列當(dāng)中。當(dāng)P1再次陷入內(nèi)核態(tài)時(shí)，會(huì)檢查信號(hào)隊(duì)列，并根據(jù)相應(yīng)的信號(hào)調(diào)取相應(yīng)的信號(hào)處理函數(shù)

Task _struct 是進(jìn)程控制塊(PCB),詳見(jiàn)          http://oss.org.cn/kernel-book/ch04/4.3.htm

信號(hào)檢測(cè)和響應(yīng)時(shí)機(jī)

剛才我們說(shuō)，當(dāng)P1再次陷入內(nèi)核時(shí)，會(huì)檢查信號(hào)隊(duì)列。那么，P1什么時(shí)候會(huì)再次陷入內(nèi)核呢？陷入內(nèi)核后在什么時(shí)機(jī)會(huì)檢測(cè)信號(hào)隊(duì)列呢？

1.      當(dāng)前進(jìn)程由于系統(tǒng)調(diào)用、中斷或異常而進(jìn)入系統(tǒng)空間以后，從系統(tǒng)空間返回到用戶空間的前夕。

2.      當(dāng)前進(jìn)程在內(nèi)核中進(jìn)入睡眠以后剛被喚醒的時(shí)候（必定是在系統(tǒng)調(diào)用中），或者由于不可忽略信號(hào)的存在而提前返回到用戶空間

進(jìn)入信號(hào)處理函數(shù)

對(duì)于sigprocmask 會(huì)進(jìn)入內(nèi)核空間、pause需要從進(jìn)入睡眠這兩者都符合檢測(cè)處理信號(hào)函數(shù)的條件，所以存在忽略信號(hào)的情況，而APUE講sigsuspend的之后真是晦澀難懂，其實(shí)他主要做的工作就是等待一個(gè)中斷然后執(zhí)行相應(yīng)的handle處理

所以我感覺(jué)例子中的

sigsuspend(&zeromask)；

sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask,NULL)；

是不是可以直接替換為

Sigsuspend(&oldmask)

因?yàn)闇y(cè)試情況難以出現(xiàn)，這里只是個(gè)人理解并未得到驗(yàn)證

 

（二）  站在信號(hào)自身的角度

信號(hào)生命周期:

 對(duì)于一個(gè)完整的信號(hào)生命周期(從信號(hào)發(fā)送到相應(yīng)的處理函數(shù)執(zhí)行完畢)來(lái)說(shuō)，可以分為三個(gè)重要的階段，這三個(gè)階段由四個(gè)重要事件來(lái)刻畫：

1.信號(hào)誕生；

2.信號(hào)在進(jìn)程中注冊(cè)完畢；

3.信號(hào)在進(jìn)程中的注銷完畢；

4.信號(hào)處理函數(shù)執(zhí)行完畢。

相鄰兩個(gè)事件的時(shí)間間隔構(gòu)成信號(hào)生命周期的一個(gè)階段。

 

    詳細(xì)描述各個(gè)生命周期

1.     信號(hào)"誕生"。

信號(hào)的誕生指的是觸發(fā)信號(hào)的事件發(fā)生（如檢測(cè)到硬件異常、定時(shí)器超時(shí)以及調(diào)用信號(hào)發(fā)送函數(shù)kill()或sigqueue()等）。 

2.      信號(hào)在目標(biāo)進(jìn)程中"注冊(cè)"。

這里注冊(cè)定義不是由signal或者sigaction實(shí)現(xiàn)的，而是說(shuō)信號(hào)發(fā)生之后內(nèi)核中自動(dòng)對(duì)信號(hào)的注冊(cè)保存。

進(jìn)程的task_struct結(jié)構(gòu)中有關(guān)于本進(jìn)程中未決信號(hào)的數(shù)據(jù)成員： 

struct sigpending pending;

struct sigpending

{

    struct sigqueue *head, **tail;

    sigset_t signal;

};

第一、第二個(gè)成員分別指向一個(gè)sigqueue類型的結(jié)構(gòu)鏈（稱之為"未決信號(hào)信息鏈"）的首尾，第三個(gè)成員是進(jìn)程中所有未決信號(hào)集，信息鏈中的每個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)體刻畫一個(gè)特定信號(hào)所攜帶的信息，并指向下一個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu):

struct sigqueue

{

    struct sigqueue *next;

    siginfo_t info;

};

    信號(hào)在進(jìn)程中注冊(cè)指的就是信號(hào)值加入到進(jìn)程的未決信號(hào)集中（sigpending結(jié)構(gòu)的第二個(gè)成員sigset_t signal），并且信號(hào)所攜帶的信息被保留到未決信號(hào)信息鏈的某個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)中。只要信號(hào)在進(jìn)程的未決信號(hào)集中，表明進(jìn)程已經(jīng)知道這些信號(hào)的存在，但還沒(méi)來(lái)得及處理，或者該信號(hào)被進(jìn)程阻塞。

注： 

    當(dāng)一個(gè)實(shí)時(shí)信號(hào)發(fā)送給一個(gè)進(jìn)程時(shí)，不管該信號(hào)是否已經(jīng)在進(jìn)程中注冊(cè)，都會(huì)被再注冊(cè)一次，因此，信號(hào)不會(huì)丟失，因此，實(shí)時(shí)信號(hào)又叫做"可靠信號(hào)"。這意味著同一個(gè)實(shí)時(shí)信號(hào)可以在同一個(gè)進(jìn)程的未決信號(hào)信息鏈中占有多個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)（進(jìn)程每收到一個(gè)實(shí)時(shí)信號(hào)，都會(huì)為它分配一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)登記該信號(hào)信息，并把該結(jié)構(gòu)添加在未決信號(hào)鏈尾，即所有誕生的實(shí)時(shí)信號(hào)都會(huì)在目標(biāo)進(jìn)程中注冊(cè)）；

當(dāng)一個(gè)非實(shí)時(shí)信號(hào)發(fā)送給一個(gè)進(jìn)程時(shí)，如果該信號(hào)已經(jīng)在進(jìn)程中注冊(cè)，則該信號(hào)將被丟棄，造成信號(hào)丟失。因此，非實(shí)時(shí)信號(hào)又叫做"不可靠信號(hào)"。這意味著同一個(gè)非實(shí)時(shí)信號(hào)在進(jìn)程的未決信號(hào)信息鏈中，至多占有一個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)。一個(gè)非實(shí)時(shí)信號(hào)誕生后，（1）、如果發(fā)現(xiàn)相同的信號(hào)已經(jīng)在目標(biāo)結(jié)構(gòu)中注冊(cè)，則不再注冊(cè)，對(duì)于進(jìn)程來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于不知道本次信號(hào)發(fā)生，信號(hào)丟失；（2）、如果進(jìn)程的未決信號(hào)中沒(méi)有相同信號(hào)，則在進(jìn)程中注冊(cè)自己。在APUE的不可靠信號(hào)章節(jié)中需要每次重新聲明sinal_hanle函數(shù)，這個(gè)是說(shuō)的以前Unix系統(tǒng)的處理，現(xiàn)在可靠不可靠就是上面所說(shuō)的實(shí)時(shí)與注冊(cè)次數(shù)的區(qū)別。

3.信號(hào)在進(jìn)程中的注銷。

在目標(biāo)進(jìn)程執(zhí)行過(guò)程中，會(huì)檢測(cè)是否有信號(hào)等待處理（每次從系統(tǒng)空間返回到用戶空間時(shí)都做這樣的檢查）。（“sigprocmask返回前，也至少會(huì)將其中一個(gè)未決且未阻塞的信號(hào)遞送給進(jìn)程”）如果存在未決信號(hào)等待處理且該信號(hào)沒(méi)有被進(jìn)程阻塞，則在運(yùn)行相應(yīng)的信號(hào)處理函數(shù)前，進(jìn)程會(huì)把信號(hào)在未決信號(hào)鏈中占有的結(jié)構(gòu)卸掉。是否將信號(hào)從進(jìn)程未決信號(hào)集中刪除對(duì)于實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)信號(hào)是不同的。對(duì)于非實(shí)時(shí)信號(hào)來(lái)說(shuō)，由于在未決信號(hào)信息鏈中最多只占用一個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)，因此該結(jié)構(gòu)被釋放后，應(yīng)該把信號(hào)在進(jìn)程未決信號(hào)集中刪除（信號(hào)注銷完畢）；而對(duì)于實(shí)時(shí)信號(hào)來(lái)說(shuō)，可能在未決信號(hào)信息鏈中占用多個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)該針對(duì)占用gqueue結(jié)構(gòu)的數(shù)目區(qū)別對(duì)待：如果只占用一個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)（進(jìn)程只收到該信號(hào)一次），則應(yīng)該把信號(hào)在進(jìn)程的未決信號(hào)集中刪除（信號(hào)注銷完畢）。否則，不在進(jìn)程的未決信號(hào)集中刪除該信號(hào)（信號(hào)注銷完畢）。進(jìn)程在執(zhí)行信號(hào)相應(yīng)處理函數(shù)之前，首先要把信號(hào)在進(jìn)程中注銷。

4.信號(hào)生命終止。

進(jìn)程注銷信號(hào)后，立即執(zhí)行相應(yīng)的信號(hào)處理函數(shù)，執(zhí)行完畢后，信號(hào)的本次發(fā)送對(duì)進(jìn)程的影響徹底結(jié)束。 

注： 

1）信號(hào)注冊(cè)與否，與發(fā)送信號(hào)的函數(shù)（如kill()或sigqueue()等）以及信號(hào)安裝函數(shù)（signal()及sigaction()）無(wú)關(guān)，只與信號(hào)值有關(guān)（信號(hào)值小于SIGRTMIN的信號(hào)最多只注冊(cè)一次，信號(hào)值在SIGRTMIN及SIGRTMAX之間的信號(hào)，只要被進(jìn)程接收到就被注冊(cè)）。

2）在信號(hào)被注銷到相應(yīng)的信號(hào)處理函數(shù)執(zhí)行完畢這段時(shí)間內(nèi)，如果進(jìn)程又收到同一信號(hào)多次，則對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)來(lái)說(shuō)，每一次都會(huì)在進(jìn)程中注冊(cè)；而對(duì)于非實(shí)時(shí)信號(hào)來(lái)說(shuō)，無(wú)論收到多少次信號(hào)，都會(huì)視為只收到一個(gè)信號(hào)，只在進(jìn)程中注冊(cè)一次。

（三）  進(jìn)程和信號(hào)兩者的角度來(lái)看

實(shí)際執(zhí)行信號(hào)的處理動(dòng)作稱為信號(hào)遞達(dá)（Delivery），信號(hào)從產(chǎn)生到遞達(dá)之間的狀態(tài)，稱為信號(hào)未決（Pending）。進(jìn)程可以選擇阻塞（Block）某個(gè)信號(hào)。被阻塞的信號(hào)產(chǎn)生時(shí)將保持在未決狀態(tài)，直到進(jìn)程解除對(duì)此信號(hào)的阻塞，才執(zhí)行遞達(dá)的動(dòng)作。注意，阻塞和忽略是不同的，只要信號(hào)被阻塞就不會(huì)遞達(dá)，而忽略是在遞達(dá)之后可選的一種處理動(dòng)作。信號(hào)在內(nèi)核中的表示可以看作是這樣的：

 每個(gè)信號(hào)都有兩個(gè)標(biāo)志位分別表示阻塞和未決，還有一個(gè)函數(shù)指針表示處理動(dòng)作。信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，內(nèi)核在進(jìn)程控制塊中設(shè)置該信號(hào)的未決標(biāo)志，直到信號(hào)遞達(dá)才清除該標(biāo)志。在上圖的例子中，

1.      SIGHUP信號(hào)未阻塞也未產(chǎn)生過(guò)，當(dāng)它遞達(dá)時(shí)執(zhí)行默認(rèn)處理動(dòng)作。

2.      SIGINT信號(hào)產(chǎn)生過(guò)，但正在被阻塞，所以暫時(shí)不能遞達(dá)。雖然它的處理動(dòng)作是忽略，但在沒(méi)有解除阻塞之前不能忽略這個(gè)信號(hào)，因?yàn)檫M(jìn)程仍有機(jī)會(huì)改變處理動(dòng)作之后再解除阻塞。

3.      SIGQUIT信號(hào)未產(chǎn)生過(guò)，一旦產(chǎn)生SIGQUIT信號(hào)將被阻塞，它的處理動(dòng)作是用戶自定義函數(shù)sighandler。