信號(hào)是傳送給進(jìn)程的一種事件通知，生成信號(hào)的事件有三大類：

1.       程序錯(cuò)誤：除零，非法內(nèi)存訪問(wèn)…

2.       外部信號(hào)：終端Ctrl-C產(chǎn)生SGINT信號(hào)，定時(shí)器到期產(chǎn)生SIGALRM…

3.       顯示請(qǐng)求：kill函數(shù)允許進(jìn)程發(fā)送任何信號(hào)給其他進(jìn)程或進(jìn)程組。

信號(hào)生成既可以是同步的（信號(hào)與程序中的某個(gè)具體操作相關(guān)并在那個(gè)操作同時(shí)產(chǎn)生），也可以是異步的。通常程序錯(cuò)誤生成信號(hào)為同步的，進(jìn)程顯式請(qǐng)求給自己的信號(hào)也是同步的。

外部事件總是異步的，來(lái)自其他進(jìn)程的顯示請(qǐng)求也是異步的。

信號(hào)發(fā)生時(shí)，我們可以告訴unix內(nèi)核采取下面三種動(dòng)作中的任一種：

1.       忽略信號(hào)：大部分信號(hào)可被忽略，除SIGSTOP和SIGKILL信號(hào)外（這是超級(jí)用戶殺掉或停掉任意進(jìn)程的手段）。

2.       捕獲信號(hào)：注冊(cè)信號(hào)處理函數(shù)，它對(duì)產(chǎn)生的特定信號(hào)做處理。

3.       讓信號(hào)默認(rèn)動(dòng)作起作用：unix內(nèi)核定義的默認(rèn)動(dòng)作，有5種情況：

a)         流產(chǎn)abort：終止進(jìn)程并產(chǎn)生core文件。

b)        終止stop：終止進(jìn)程但不生成core文件。

c)         忽略：忽略信號(hào)。

d)        掛起suspend：掛起進(jìn)程。

e)         繼續(xù)continue：若進(jìn)程是掛起的，則resume進(jìn)程，否則忽略此信號(hào)。

任意時(shí)刻，進(jìn)程可以為信號(hào)指定動(dòng)作。

信號(hào)處理涉及兩個(gè)過(guò)程，生成與交付。

信號(hào)生成出現(xiàn)在事件發(fā)生時(shí)，此時(shí)內(nèi)核檢查接收進(jìn)程的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)中記錄了信號(hào)的布局，懸掛信號(hào)集和處理動(dòng)作。如果信號(hào)是要被忽略的，內(nèi)核不做任何動(dòng)作就返回。否則，將此信號(hào)加入懸掛信號(hào)集合中。（懸掛信號(hào)集合通常用位串表示，每位對(duì)應(yīng)一個(gè)信號(hào)，內(nèi)核無(wú)法記錄同一信號(hào)的多個(gè)實(shí)例）。

       如果進(jìn)程處于可中斷的睡眠狀態(tài)，并且該信號(hào)非阻塞，內(nèi)核喚醒進(jìn)程。被喚醒進(jìn)程一旦運(yùn)行則在返回用戶態(tài)前優(yōu)先處理懸掛信號(hào)，當(dāng)有懸掛信號(hào)并且非阻塞時(shí)，內(nèi)核查看是否有處理句柄，如果沒(méi)有注冊(cè)句柄，則采取默認(rèn)動(dòng)作（通常為終止進(jìn)程）。如果有句柄，則將此信號(hào)加入阻塞信號(hào)屏蔽中。

       最后內(nèi)核安排進(jìn)程返回到用戶態(tài)并執(zhí)行信號(hào)句柄，同時(shí)保證句柄執(zhí)行完時(shí)，進(jìn)程從被中斷處代碼執(zhí)行。

       由異步事件產(chǎn)生的信號(hào)可能在任一條指令后發(fā)生，當(dāng)信號(hào)句柄完成時(shí)，進(jìn)程從中斷之處起執(zhí)行。如果信號(hào)是在進(jìn)程處于系統(tǒng)調(diào)用期間到達(dá)的，內(nèi)核通常abort此系統(tǒng)調(diào)用并返回錯(cuò)誤碼EINTR。

       進(jìn)程可以有選擇的阻塞信號(hào)交付，當(dāng)一個(gè)被阻塞的信號(hào)生成時(shí)，如果進(jìn)程指定的動(dòng)作為默認(rèn)或者捕獲，則此信號(hào)一直懸掛于該進(jìn)程直到對(duì)此信號(hào)的阻塞放開(kāi)，或者信號(hào)動(dòng)作改為忽略。 系統(tǒng)對(duì)阻塞信號(hào)的判定是在信號(hào)交付時(shí)而非生成時(shí)，這樣可以允許進(jìn)程在信號(hào)被交付前改變信號(hào)動(dòng)作。

       每個(gè)進(jìn)程有一個(gè)阻塞信號(hào)屏蔽，它定義當(dāng)前被阻塞交付的那些信號(hào)。可認(rèn)為它是一個(gè)位串，每位對(duì)應(yīng)一個(gè)信號(hào)。如果某信號(hào)對(duì)應(yīng)的位被設(shè)置，則該信號(hào)當(dāng)前阻塞，進(jìn)程可調(diào)用

sigprocmask函數(shù)來(lái)檢查或設(shè)置屏蔽。

 

程序錯(cuò)誤類信號(hào)：默認(rèn)動(dòng)作使進(jìn)程流產(chǎn)，產(chǎn)生core文件。

SIGABRT：   調(diào)用abort函數(shù)生成的信號(hào)。

SIGFPE：      浮點(diǎn)計(jì)算錯(cuò)誤。

SIGILL：      非法指令錯(cuò)誤。

SIGBUS/SIGSEGV： 硬件錯(cuò)誤-非法地址訪問(wèn)。

SIGEMT：    硬件錯(cuò)誤

SIGSYS:       非法系統(tǒng)調(diào)用。

SIGTRAP：   硬件錯(cuò)誤（通常為斷點(diǎn)指令）。

 

程序終止類信號(hào)：默認(rèn)動(dòng)作使進(jìn)程終止，我們通常要處理這類信號(hào)，做一些清理工作，句柄函數(shù)應(yīng)在結(jié)束時(shí)為此信號(hào)指定默認(rèn)動(dòng)作，然后再次生成該信號(hào)，使得程序終止。

SIGHUP：終端斷開(kāi)連接時(shí)，生成此信號(hào)給控制進(jìn)程。

SIGINT：Ctrl-C或Delete按下時(shí)，由終端驅(qū)動(dòng)生成，并發(fā)送給前臺(tái)進(jìn)程組中的所有進(jìn)程。

SIGKILL：使程序立即終止，不能被捕獲或忽略，也不能被阻塞。

SIGQUIT：Ctrl-\,如SIGINT，并且產(chǎn)生core。

SIGTERM：該信號(hào)使程序終止，但是可以阻塞、捕獲、忽略。

 

鬧鐘類信號(hào)：通知定時(shí)器到期，默認(rèn)動(dòng)作是終止程序，但通常會(huì)設(shè)置句柄。

SIGALRM：alarm/setitimer函數(shù)設(shè)置定時(shí)到期后，會(huì)產(chǎn)生此信號(hào)。

SIGPROF：

SIGVTALRM：

 

I/O類信號(hào)：通知進(jìn)程在描述字上發(fā)生了感興趣事件，支持信號(hào)驅(qū)動(dòng)IO。

SIGIO： fd準(zhǔn)備執(zhí)行輸入輸出時(shí)發(fā)送此信號(hào)。

SIGPOLL：異步I/O信號(hào)。

SIGURG：網(wǎng)絡(luò)收到帶外數(shù)據(jù)時(shí)可選擇生成此信號(hào)。

 

作業(yè)控制類信號(hào)：

SIGCHLD：   進(jìn)程終止或停止時(shí)會(huì)向其父進(jìn)程發(fā)送該信號(hào)，默認(rèn)動(dòng)作為忽略。

SIGCONT:     使停止的進(jìn)程恢復(fù)運(yùn)行。

SIGSTOP:      停止進(jìn)程。

SIGTSTP/SIGTTIN/SIGTTOU:

 

操作錯(cuò)誤類信號(hào)：默認(rèn)動(dòng)作終止程序。

SIGPIPE：    管道破裂。

SIGXCPU/SIGXFSZ：

 

signal函數(shù)：

void (* signal(int sig, void (*func)(int)))(int);

sig指明是哪一種信號(hào)。

func指明動(dòng)作：SIG_DFL， SIG_IGN，或者信號(hào)句柄地址。

當(dāng)信號(hào)發(fā)生時(shí)，如果func指向信號(hào)句柄，系統(tǒng)在將控制轉(zhuǎn)往句柄前，先將該信號(hào)動(dòng)作置為DFL,或者阻塞該信號(hào)直到句柄完成。

Signal函數(shù)返回值指向前一次有效動(dòng)作指針：SIG_DFL,SIG_IGN,或信號(hào)地址，這提供了恢復(fù)信號(hào)動(dòng)作的機(jī)制。 如果signal調(diào)用出錯(cuò)，返回SIG_ERR并設(shè)置errno。

 

進(jìn)程初啟時(shí)的信號(hào)動(dòng)作：

fork:繼承父進(jìn)程的動(dòng)作

exec:所有信號(hào)動(dòng)作要么是忽略要么是默認(rèn)。

 

不可靠信號(hào)：

早期版本Unix中使用signal，每當(dāng)信號(hào)交付時(shí)，其動(dòng)作總是由系統(tǒng)重置為默認(rèn)動(dòng)作，因此為了使信號(hào)句柄執(zhí)行期間，仍能對(duì)同一信號(hào)后續(xù)做反應(yīng)，需要再次調(diào)用signal。

Catch_Signal(){

       // 如果第二次信號(hào)剛好在此時(shí)發(fā)生，將導(dǎo)致進(jìn)程終止core掉。

       signal(SIGQUIT,Catch_Signal);

}

Main(){                   

       signal(SIGQUIT, Catch_Signal);

       …

}

使用signal的另一個(gè)問(wèn)題是，對(duì)于信號(hào)，進(jìn)程要么忽略，要么捕獲，無(wú)法在一段時(shí)間內(nèi)阻塞信號(hào)（推遲信號(hào)的交付），為了克服signal兼容性問(wèn)題，現(xiàn)代unix均實(shí)現(xiàn)了POSIX定義的sigaction函數(shù)，該函數(shù)采用一個(gè)sigaction結(jié)構(gòu)，除定義信號(hào)交付時(shí)要采取的動(dòng)作外，還包含其他一些動(dòng)作控制信息。

sigaction還允許調(diào)用進(jìn)程檢測(cè)或指定與特定信號(hào)相關(guān)的動(dòng)作。

int sigaction(int sig, const struct sigaction* act, struct sigaction* oact);

sig指定信號(hào)-除SIGKILL和SIGSTOP。

如果act為NULL，則不改變信號(hào)動(dòng)作，只查詢當(dāng)前動(dòng)作。

成功返回0，失敗則不安裝新信號(hào)動(dòng)作，返回-1，設(shè)置errno。

struct sigaction{

       void （*sa_handler）(int);                        // 同signal的第二參數(shù)func。          

       void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t*, void*); // 僅當(dāng)flags設(shè)置SA_SIGINFO起作用。

       sigset_t sa_mask;    // 指明信號(hào)執(zhí)行期間要阻塞的一組信號(hào)，除此之外導(dǎo)致信號(hào)句柄執(zhí)

行的信號(hào)也自動(dòng)阻塞，除非指定了SA_NODEFER。信號(hào)句柄正常返回時(shí)，屏蔽恢復(fù)到原先狀態(tài)。          

       int sa_flags;           //

}；

sa_flags是一個(gè)位串，可以通過(guò)或運(yùn)算生成。可設(shè)置下列標(biāo)志：

SA_NOCLDSTOP: 只對(duì)CHLD信號(hào)起作用，子進(jìn)程暫停時(shí)不發(fā)信號(hào)給父進(jìn)程。

SA_RESTART: 信號(hào)句柄返回時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)被該信號(hào)中斷的系統(tǒng)調(diào)用。否則該系統(tǒng)調(diào)用將中斷返回-1，并設(shè)置errno為EINTR。

SA_ONSTACK:

SA_RESETHAND：信號(hào)句柄入口，系統(tǒng)將重置信號(hào)動(dòng)作為SIG_DFL.

SA_NODEFER:句柄執(zhí)行期間，不自動(dòng)阻塞該信號(hào)。

SA_NOCLDWAIT:只對(duì)CHLD起作用，調(diào)用進(jìn)程的所有子進(jìn)程在終止時(shí)不會(huì)成為Zombe。這種情況下，父進(jìn)程無(wú)需要wait子進(jìn)程，并且子進(jìn)程終止也不向父進(jìn)程發(fā)SIGCHLD信號(hào)。

如果父進(jìn)程調(diào)用wait，將阻塞到所有子進(jìn)程終止，并返回-1，errno設(shè)為ECHILD.

SA_SIGINFO:如果未設(shè)置此標(biāo)志，則信號(hào)句柄原型為：

 void func(int signo);

如果設(shè)置此標(biāo)志，則句柄原型為：

void func(int signo, singinfo_t* info, void* context);

Info- 解釋信號(hào)生成的原因。

Context-信號(hào)被交付時(shí)所中斷進(jìn)程的上下文。

一旦用sigaction為特定信號(hào)建立了動(dòng)作，該動(dòng)作就一直保持，直到另一次調(diào)用sigaction，或者調(diào)用exec，或者因設(shè)置了SA_RESETHAND導(dǎo)致系統(tǒng)自動(dòng)改變動(dòng)作為默認(rèn)為止。

 

除了外部中斷產(chǎn)生信號(hào)外，程序可以顯式的調(diào)用raise函數(shù)給他自己發(fā)送信號(hào)，或調(diào)用kill向自己或其他進(jìn)程發(fā)送信號(hào)。

 

阻塞信號(hào)意味著保持該信號(hào)并推遲它的交付，可以防止程序中的關(guān)鍵代碼被信號(hào)中斷。

信號(hào)集操作：

int sigemptyset(sigset_t* set); // 清空信號(hào)集

int sigfillset(sigset_t* set);   // 包含所有信號(hào)集

sigaddset/sigdelset/sigismember;

sigprocmask用來(lái)檢測(cè)或改變調(diào)用進(jìn)程的信號(hào)屏蔽。

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

How: SIGBLOCK SIG_UNBLOCK   SIG_SETMASK

如果調(diào)用sigprocmask放開(kāi)某個(gè)信號(hào)而導(dǎo)致任何懸掛信號(hào)被解除阻塞，則函數(shù)返回前，這些信號(hào)中至少有一個(gè)被交付。

檢查懸掛信號(hào)：int sigpending(sigset_t* set);

等待信號(hào)：int pause(void);

懸掛調(diào)用進(jìn)程直到有一個(gè)信號(hào)到達(dá)。僅當(dāng)句柄執(zhí)行并返回時(shí)，pause函數(shù)才返回：此時(shí)返回-1，并設(shè)置errno為EINTR。所有其他情況下pause不返回。

 

如果多個(gè)相同信號(hào)在信號(hào)句柄運(yùn)行前發(fā)給了進(jìn)程，則句柄只被運(yùn)行一次。換句話說(shuō)，默認(rèn)情況下unix信號(hào)是非排隊(duì)的，只有當(dāng)實(shí)現(xiàn)支持實(shí)時(shí)信號(hào)并且sa_flags設(shè)置SA_SIGINFO時(shí)，由sigqueue生成的后續(xù)信號(hào)才排隊(duì)。

 

I/O執(zhí)行期間，有可能到達(dá)信號(hào)，此時(shí)有兩種情況：重新開(kāi)始系統(tǒng)調(diào)用還是返回失敗.

早期unix特征為，進(jìn)程執(zhí)行慢系統(tǒng)調(diào)用期間捕獲信號(hào)時(shí)，該調(diào)用被中斷并設(shè)置errno為EINTR。現(xiàn)代unix增加了sa_flags選項(xiàng)SA_RESTART可對(duì)單個(gè)信號(hào)要求自動(dòng)恢復(fù)被中斷的系統(tǒng)調(diào)用。

原則如下：如果進(jìn)程阻塞于慢系統(tǒng)調(diào)用，并且進(jìn)程捕獲信號(hào)且該信號(hào)句柄返回，系統(tǒng)調(diào)用可能返回EINTR。 雖然有些unix能自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)調(diào)用，但是為了兼容性，我們必須準(zhǔn)備慢系統(tǒng)調(diào)用返回EINTR，當(dāng)檢測(cè)到EINTR，要么重新開(kāi)始系統(tǒng)調(diào)用，要么做其他處理。

Again：

       if (n=read(fd,buff, BUFSIZE) < 0) {

              if (errno ==EINTR)

                     goto Again;

              else

                     …}