1. 信號(hào)概念

信號(hào)是軟件中斷，提供了一種處理異步事件的方法。

Unix早期版本提供的是不可靠信號(hào)，信號(hào)可能丟失。之后增加了可靠信號(hào)機(jī)制。

每個(gè)信號(hào)都有一個(gè)名字，以3個(gè)字符SIG開頭。如SIGABRT是終止信號(hào)，進(jìn)程調(diào)用abort函數(shù)產(chǎn)生這種信號(hào)。

• SIGABRT信號(hào)：

  void abort(void);

  abort()首先解除了對(duì)SIGABRT（6）信號(hào)的阻止和忽略，然后為調(diào)用進(jìn)程發(fā)送該信號(hào)（就像調(diào)用了 raise(SIGABRT)一樣）。 導(dǎo)致進(jìn)程的非正常終止，除非SIGABRT 信號(hào)被捕獲，并且信號(hào)處理函數(shù)沒有返回（調(diào)用exit、_exit、 _Exit、longjmp或siglongjmp使信號(hào)處理函數(shù)沒有返回）。

  如果abort()函數(shù)導(dǎo)致進(jìn)程終止，則關(guān)閉和刷新所有打開的文件流。

Linux支持63種信號(hào)，不存在編號(hào)為0的信號(hào)（即為空信號(hào)），kill函數(shù)對(duì)信號(hào)編號(hào)0有特殊應(yīng)用。1 ~ 31的信號(hào)為傳統(tǒng)UNIX支持的信號(hào)，是不可靠信號(hào)(非實(shí)時(shí)的)，編號(hào)為32 ~ 63的信號(hào)是后來擴(kuò)充的，稱做可靠信號(hào)(實(shí)時(shí)信號(hào))。不可靠信號(hào)和可靠信號(hào)的區(qū)別在于前者不支持排隊(duì)，可能會(huì)造成信號(hào)丟失，而后者不會(huì)。

1.1 產(chǎn)生信號(hào)條件

• 當(dāng)用戶按某些終端鍵時(shí)，引發(fā)終端產(chǎn)生的信號(hào)。如在終端上按delete或Ctrl+C鍵，通常產(chǎn)生中斷信號(hào)SIGINT。
• 硬件產(chǎn)生異常信號(hào)：除0、無效的內(nèi)存引用等。因?yàn)檫@些條件通常由硬件檢測到，并且通知內(nèi)核。然后內(nèi)核為該進(jìn)程產(chǎn)生適當(dāng)信號(hào)。
• 進(jìn)程調(diào)用kill（2）函數(shù)將任意信號(hào)發(fā)送給另一個(gè)進(jìn)程或進(jìn)程組：接收信號(hào)進(jìn)程和發(fā)送信號(hào)進(jìn)程的所有者必須相同，或發(fā)送方必須是超級(jí)用戶root
• 用kill（1）命令將信號(hào)（默認(rèn)是SIGTERM）發(fā)送給進(jìn)程。
• 當(dāng)檢測到某種軟件條件發(fā)生時(shí)將產(chǎn)生信號(hào)通知相關(guān)進(jìn)程。如SIGURG、SIGPIPE、SIGALRM（進(jìn)程設(shè)置的定時(shí)器已經(jīng)超時(shí)）等

1.2 對(duì)信號(hào)的處理方式

• 忽略此信號(hào)

  除了兩種信號(hào)SIGKILL和SIGSTOP絕對(duì)不能忽略以外，大多數(shù)信號(hào)都可使用這種方式處理。

  SIGKILL和SIGSTOP不能被忽略的原因是，它們向內(nèi)核和超級(jí)用戶提供了使進(jìn)程終止或停止的可靠方法（可以理解為終止、停止進(jìn)程的終極方法）。

  并且如果忽略某些由硬件異常（如除0、非法內(nèi)存引用）產(chǎn)生的信號(hào)，會(huì)發(fā)生未定義行為。

• 捕捉該信號(hào)

  通知內(nèi)核在某種信號(hào)發(fā)生時(shí)，調(diào)用一個(gè)用戶函數(shù)。同樣SIGKILL和SIGSTOP不能被捕捉

• 執(zhí)行系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作

  對(duì)大多數(shù)信號(hào)的系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作是終止該進(jìn)程

  Linux對(duì)各種信號(hào)的默認(rèn)動(dòng)作：

  注意“終止+core”表示在進(jìn)程當(dāng)前工作目錄的core文件中復(fù)制了該進(jìn)程內(nèi)存映像（默認(rèn)文件名為core，這種行為即coredump），大多數(shù)Unix系統(tǒng)調(diào)試程序（如gdb）都使用core文件檢查進(jìn)程終止時(shí)的狀態(tài)。

  注意"硬件故障"對(duì)應(yīng)于具體定義的硬件故障，需要通過對(duì)應(yīng)操作系統(tǒng)手冊(cè)查看這些信號(hào)對(duì)應(yīng)于哪些錯(cuò)誤

Core Dump

當(dāng)程序運(yùn)行的過程中異常終止或崩潰，操作系統(tǒng)會(huì)將程序當(dāng)時(shí)的內(nèi)存狀態(tài)記錄下來，保存在一個(gè)文件中，這種行為就叫做Core Dump（中文有的翻譯成“核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)”)。我們可以認(rèn)為 core dump 是“內(nèi)存快照”，但實(shí)際上，除了內(nèi)存信息之外，還有些關(guān)鍵的程序運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)同時(shí) dump 下來，例如寄存器信息（包括程序指針、棧指針等）、內(nèi)存管理信息、其他處理器和操作系統(tǒng)狀態(tài)和信息。core dump 對(duì)于編程人員診斷和調(diào)試程序是非常有幫助的，因?yàn)閷?duì)于有些程序錯(cuò)誤是很難重現(xiàn)的，例如指針異常，而 core dump 文件可以再現(xiàn)程序出錯(cuò)時(shí)的情景。

如果沒有進(jìn)行core dump 的相關(guān)設(shè)置，默認(rèn)是不開啟的。可以通過ulimit -c查看是否開啟。如果輸出為0，則沒有開啟，需要執(zhí)行ulimit -c unlimited開啟core dump功能。

不產(chǎn)生core文件的條件：

• ulimit -c查看core文件有沒有限制大小。如果是0則說明禁止了core文件產(chǎn)生
• 程序設(shè)置了用戶id（即調(diào)用setuid），但當(dāng)前用戶并非該程序文件的所有者
• 程序設(shè)置了組id(即調(diào)用setgid)，但當(dāng)前用戶并非該程序文件的組所有者
• 用戶沒有當(dāng)前目錄或指定core文件產(chǎn)生目錄的寫權(quán)限
• 文件已存在，用戶對(duì)該文件沒有寫權(quán)限
• core文件太大，磁盤空間不足

2. 各種信號(hào)詳細(xì)信息

• SIGABRT：

  調(diào)用abort函數(shù)產(chǎn)生此信號(hào)，進(jìn)程異常終止。

• SIGALRM：

  調(diào)用alarm、setitimer函數(shù)設(shè)置的定時(shí)器、間隔時(shí)間超時(shí)產(chǎn)生此信號(hào)。

• SIGBUS：

  表示發(fā)生了一個(gè)具體定義的硬件故障。當(dāng)出現(xiàn)某種類型內(nèi)存故障時(shí)，常產(chǎn)生此種信號(hào)

• SIGCHLD：

  子進(jìn)程終止或停止時(shí)，SIGCHLD信號(hào)發(fā)送給父進(jìn)程。系統(tǒng)默認(rèn)會(huì)忽略此信號(hào)。如果父進(jìn)程希望得知子進(jìn)程的這種狀態(tài)改變，那么通常在信號(hào)捕捉函數(shù)中調(diào)用wait等函數(shù)獲取子進(jìn)程pid及終止?fàn)顟B(tài)。

• SIGCONT：

  用于作業(yè)控制。如果收到此信號(hào)的進(jìn)程處于停止?fàn)顟B(tài)，則系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作是該進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行；否則忽略此信號(hào)

• SIGEMT：

  表示發(fā)生了一個(gè)具體定義的硬件故障。

• SIGFPE：

  算術(shù)運(yùn)算異常，如除0、浮點(diǎn)溢出等

• SIGHUP：掛斷信號(hào)。

  • 終端接口檢測到一個(gè)連接斷開，則將此信號(hào)送給與該終端相關(guān)的控制進(jìn)程（會(huì)話首進(jìn)程）。

  • session首進(jìn)程退出時(shí)，該信號(hào)被發(fā)送到該session中的前臺(tái)進(jìn)程組和后臺(tái)進(jìn)程組中的每一個(gè)進(jìn)程

  • 若進(jìn)程的退出，導(dǎo)致一個(gè)進(jìn)程組變成了孤兒進(jìn)程組，新的孤兒進(jìn)程組中處于停止(stopped)狀態(tài)的每一個(gè)進(jìn)程都會(huì)收到掛斷(SIGHUP)信號(hào)，接著又收到繼續(xù)(SIGCONT)信號(hào)。

  系統(tǒng)對(duì)SIGHUP信號(hào)的默認(rèn)處理是終止收到該信號(hào)的進(jìn)程。所以若程序中沒有捕捉該信號(hào)，當(dāng)收到該信號(hào)時(shí)，進(jìn)程就會(huì)退出。

• SIGILL：

  進(jìn)程執(zhí)行一條非法硬件指令

• SIGINT：中斷信號(hào)

  用戶按中斷鍵（delete或Ctrl+C）,產(chǎn)生此信號(hào)發(fā)送至前臺(tái)進(jìn)程組中的每一個(gè)進(jìn)程。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程失控或者在終端產(chǎn)生大量不需要輸出時(shí)，常通過此命令終止它。

• SIGIO：

  指示發(fā)生一個(gè)異步I/O事件。Linux中定義SIGIO與SIGPOLL有相同的值，默認(rèn)行為是終止該進(jìn)程。

  #define SIGIO SIGPOLL

• SIGIOT：

  表示發(fā)生了一個(gè)具體定義的硬件故障。Linux中定義SIGIOT與SIGABRT有相同值

  #define SIGIOT SIGABRT

• SIGKILL:

  這是兩個(gè)不能被阻塞、捕捉或忽略的信號(hào)中的一個(gè)，向內(nèi)核和超級(jí)用戶提供了使進(jìn)程終止的可靠方法

• SIGPIPE：

  管道讀進(jìn)程已經(jīng)終止后，寫進(jìn)程寫入管道產(chǎn)生此信號(hào)。

  當(dāng)類型為SOCK_STREAM的socket已不再連接時(shí)，進(jìn)程寫入該套接字也產(chǎn)生此信號(hào)。

• SIGPOLL：

  當(dāng)在一個(gè)可輪詢?cè)O(shè)備上發(fā)生一個(gè)特定事件時(shí)產(chǎn)生此信號(hào)（如當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有東西需要你讀的時(shí)候，就發(fā)個(gè)SIGPOLL信號(hào)來通知）。在未來可能將此信號(hào)移除。

• SIGPROF：

  setitimer函數(shù)設(shè)置的梗概統(tǒng)計(jì)間隔定時(shí)器超時(shí)產(chǎn)生此信號(hào)。在未來可能將此信號(hào)移除

• SIGPWR：

  電源故障信號(hào)。主要用于具有不間斷電源的系統(tǒng)。如果電源失效，系統(tǒng)依靠蓄電池繼續(xù)運(yùn)行。但是如果蓄電池也將不能工作，此時(shí)發(fā)送SIGPWR信號(hào)。通常是接到蓄電池電壓過低信息的進(jìn)程將SIGPWR發(fā)送給init進(jìn)程，然后由init處理停機(jī)操作。

  Linux對(duì)SIGPWR的默認(rèn)動(dòng)作是終止相關(guān)進(jìn)程。

• SIGQUIT：退出信號(hào)

  用戶在終端上按退出鍵（Ctrl+\）產(chǎn)生此信號(hào)，并發(fā)送給前臺(tái)進(jìn)程組的所有進(jìn)程。磁信號(hào)不僅終止前臺(tái)進(jìn)程組，還產(chǎn)生一個(gè)core文件。

• SIGSEGV：

  進(jìn)程進(jìn)行了一次無效的內(nèi)存引用（比如訪問了一個(gè)未經(jīng)初始化的指針），或發(fā)生段錯(cuò)誤。

• SIGSTOP：

  作業(yè)控制信號(hào)，它停止一個(gè)進(jìn)程。同SIGKILL，該信號(hào)不能被阻塞、忽略和捕獲

• SIGSYS：

  指示一個(gè)無效的系統(tǒng)調(diào)用。

• SIGTERM：

  是kill命令發(fā)出的默認(rèn)信號(hào)（系統(tǒng)默認(rèn)終止信號(hào)）。相比于SIGKILL，SIGTERM可以被捕獲或忽略，因此允許讓程序有機(jī)會(huì)在退出之前做好清理工作，從而優(yōu)雅地終止。

• SIGTRAP：

  表示發(fā)生了一個(gè)具體定義的硬件故障。通常使用此信號(hào)將控制轉(zhuǎn)移至調(diào)試程序

• SIGTSTP：

  交互停止信號(hào)。當(dāng)用戶在終端按掛起鍵（Ctrl+Z）時(shí)，將該信號(hào)發(fā)送到前臺(tái)進(jìn)程組中的所有進(jìn)程。 SIGTSTP與SIGSTOP都是使進(jìn)程暫停（都使用SIGCONT讓進(jìn)程重新激活）。唯一的區(qū)別是SIGSTOP不可以捕獲和忽略，而SIGTSTP可以。

• SIGTTIN：

  當(dāng)一個(gè)后臺(tái)進(jìn)程組中的進(jìn)程試圖讀控制終端時(shí)收到此信號(hào)，并使該進(jìn)程暫停。注意，如果讀進(jìn)程屬于孤兒進(jìn)程組，那么read控制終端操作返回出錯(cuò)，不產(chǎn)生此信號(hào)，errno設(shè)置為EIO。

• SIGTTOU：

  如果禁止后臺(tái)作業(yè)向控制終端寫，此時(shí)當(dāng)一個(gè)后臺(tái)進(jìn)程組進(jìn)程試圖寫控制終端時(shí)收到此信號(hào)，并使該進(jìn)程暫停。注意，如果寫進(jìn)程屬于孤兒進(jìn)程組，則寫操作返回出錯(cuò)，不產(chǎn)生此信號(hào)，errno設(shè)置為EIO。

  除此之外，tcsetattr、tcsendbreak、tcdrain、tcflush、tcflow以及tcsetpgrp也能產(chǎn)生SIGTTOU信號(hào)。

• SIGURG：

  通知進(jìn)程發(fā)生一個(gè)緊急情況（用于socket編程）。在網(wǎng)絡(luò)連接上接到帶外的數(shù)據(jù)時(shí)，可選擇地產(chǎn)生此信號(hào)。

  帶外數(shù)據(jù)：
  帶外數(shù)據(jù)用于迅速告知對(duì)方本端發(fā)生的重要的事件。它比普通的數(shù)據(jù)（帶內(nèi)數(shù)據(jù)）擁有更高的優(yōu)先級(jí)，不論發(fā)送緩沖區(qū)中是否有排隊(duì)等待發(fā)送的數(shù)據(jù)，它總是被立即發(fā)送。帶外數(shù)據(jù)的傳輸可以使用一條獨(dú)立的傳輸層連接，也可以映射到傳輸普通數(shù)據(jù)的連接中。

• SIGUSR1：

  用戶定義的信號(hào)

• SIGUSR2：

  另一個(gè)用戶定義的信號(hào)，與SIGUSR類似

• SIGVTALRM：

  當(dāng)一個(gè)由setitimer函數(shù)設(shè)置的虛擬間隔時(shí)間超時(shí)產(chǎn)生此信號(hào)

• SIGWINCH：

  內(nèi)核維護(hù)與每個(gè)終端或偽終端相關(guān)聯(lián)窗口的大小。進(jìn)程可以用ioctl得到或設(shè)置窗口大小。如果用ioctl設(shè)置窗口大小命令更改了窗口大小，則內(nèi)核將該信號(hào)發(fā)送至前臺(tái)進(jìn)程組。

• SIGXCPU：

  如果進(jìn)程超過其軟CPU時(shí)間限制，產(chǎn)生此信號(hào)。

• SIGXFSZ：

  如果進(jìn)程超過其軟文件長度限制，產(chǎn)生此信號(hào)。

3. signal函數(shù)

設(shè)置調(diào)用進(jìn)程收到指定信號(hào)時(shí)的動(dòng)作（忽略、使用系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作或捕獲）

typedef void (*sighandler_t)(int); sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

• signum參數(shù)：信號(hào)名，如SIGABRT

• handler參數(shù)：

  • SIG_IGN：忽略此信號(hào)（不能用于SIGKILL和SIGSTOP）

    #define SIG_IGN ((__sighandler_t) 1) /* Ignore signal. */

  • SIG_DFL：系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作

    #define SIG_DFL ((__sighandler_t) 0) /* Default action. */

  • 指定函數(shù)地址（不能用于SIGKILL和SIGSTOP）：在信號(hào)發(fā)生時(shí)，調(diào)用該函數(shù)（該函數(shù)有一個(gè)int形參，即為該信號(hào)編號(hào)）。稱這個(gè)操作是捕捉該信號(hào)，稱此函數(shù)為信號(hào)處理程序或信號(hào)捕捉函數(shù)。

• 返回值：返回之前的信號(hào)處理程序的地址，當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)返回 SIG_ERR

  #define SIG_ERR ((__sighandler_t) -1) /* Error return. */

signal函數(shù)的一些特點(diǎn)：

• 注意，exec一個(gè)程序后，通常所有信號(hào)的處理都是忽略或者使用系統(tǒng)默認(rèn)操作。如果調(diào)用exec前對(duì)某個(gè)信號(hào)忽略，則exec后仍為忽略；但是如果調(diào)用exec前對(duì)某個(gè)信號(hào)捕獲，則exec后對(duì)該信號(hào)更改為使用默認(rèn)操作（因?yàn)樾盘?hào)捕捉函數(shù)的地址在exec的新程序中毫無意義）。

• 當(dāng)fork時(shí)，子進(jìn)程繼承父進(jìn)程的信號(hào)處理方式，因?yàn)樽舆M(jìn)程復(fù)刻父進(jìn)程內(nèi)存映像，因此信號(hào)捕捉函數(shù)地址在子進(jìn)程中有效

• signal函數(shù)的一個(gè)缺陷：

  不改變信號(hào)的處理方式就不能確定信號(hào)之前的處理方式（根據(jù)signal返回值知道之前對(duì)于指定信號(hào)的處理方式）。因此可以使用sigaction函數(shù)確定一個(gè)信號(hào)的處理方式，而無需改變它

4. 不可靠信號(hào)

https://blog.csdn.net/u013074465/article/details/45978755

在早期UNIX中，信號(hào)是不可靠的。意為信號(hào)可能會(huì)丟失，一個(gè)信號(hào)發(fā)生了但是進(jìn)程可能一直不知道。同時(shí)不具備阻塞信號(hào)的能力（不要忽略該信號(hào)，在其發(fā)生時(shí)記住它，然后在進(jìn)程做好準(zhǔn)備時(shí)再通知它）。

不可靠信號(hào)的主要問題：

• 進(jìn)程每次處理信號(hào)后，就將對(duì)信號(hào)的響應(yīng)設(shè)置為默認(rèn)動(dòng)作。在某些情況下，將導(dǎo)致對(duì)信號(hào)的錯(cuò)誤處理；因此，用戶如果不希望這樣的操作，那么就要在信號(hào)處理函數(shù)結(jié)尾再一次調(diào)用signal()，重新安裝該信號(hào)。
• 信號(hào)可能丟失，如果在進(jìn)程對(duì)某個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，這個(gè)信號(hào)發(fā)生多次，對(duì)后到來的這類信號(hào)不排隊(duì)，那么僅傳送該信號(hào)一次，即發(fā)生了信號(hào)丟失。
  因此，早期unix下的不可靠信號(hào)主要指的是進(jìn)程可能對(duì)信號(hào)做出錯(cuò)誤的反應(yīng)以及信號(hào)可能丟失。

Linux支持不可靠信號(hào)，但是對(duì)不可靠信號(hào)機(jī)制做了改進(jìn)：在調(diào)用完信號(hào)處理函數(shù)后，不必重新調(diào)用該信號(hào)的安裝函數(shù)（信號(hào)安裝函數(shù)是在可靠機(jī)制上的實(shí)現(xiàn)）。因此，Linux下的不可靠信號(hào)問題主要指的是信號(hào)可能丟失。

5. 中斷的系統(tǒng)調(diào)用

系統(tǒng)調(diào)用分類：

將系統(tǒng)調(diào)用分為兩類 -> 低速系統(tǒng)調(diào)用/其他系統(tǒng)調(diào)用。

低速系統(tǒng)調(diào)用是可能會(huì)使進(jìn)程永遠(yuǎn)阻塞的一類系統(tǒng)調(diào)用：

• 如果某些類型文件（如讀管道、終端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）數(shù)據(jù)不存在，則讀操作可能會(huì)使調(diào)用者永遠(yuǎn)阻塞
• 如果這些數(shù)據(jù)不能被相同類型文件立即接受，則寫操作可能會(huì)使調(diào)用者永遠(yuǎn)阻塞。
• 在某種條件發(fā)生之前打開某些類型文件，可能發(fā)生阻塞
• pause函數(shù)（它使進(jìn)程掛起直到收到一個(gè)信號(hào)）和wait函數(shù)
• 某些ioctl操作
• 某些進(jìn)程間通信函數(shù)

在早期UNIX中，如果進(jìn)程正在執(zhí)行低速系統(tǒng)調(diào)用而阻塞期間捕捉到一個(gè)信號(hào)，則該系統(tǒng)調(diào)用就被中斷不再執(zhí)行。該系統(tǒng)調(diào)用返回出錯(cuò)，其errno設(shè)置為EINTR(系統(tǒng)調(diào)用被中斷)。可以理解為一個(gè)信號(hào)發(fā)生了，進(jìn)程捕捉到它，這意味著已經(jīng)發(fā)生了某種事情，所以是個(gè)好機(jī)會(huì)應(yīng)當(dāng)喚醒阻塞的系統(tǒng)調(diào)用。

對(duì)于處理已經(jīng)read/write部分?jǐn)?shù)據(jù)量的相應(yīng)系統(tǒng)調(diào)用，此時(shí)被信號(hào)中斷，有兩種方式（例如read系統(tǒng)調(diào)用已經(jīng)接收并傳送數(shù)據(jù)至應(yīng)用程序緩沖區(qū)，但尚未接收到應(yīng)用程序請(qǐng)求的全部數(shù)據(jù)）：

• 認(rèn)為系統(tǒng)調(diào)用失敗，errno設(shè)置為EINTR
• （現(xiàn)在使用這一種）：允許該系統(tǒng)調(diào)用成功返回，返回值是已讀寫的數(shù)據(jù)量。

當(dāng)被信號(hào)中斷時(shí)，下列系統(tǒng)調(diào)用支持自動(dòng)重啟動(dòng)：

ioctl、read、readv、write、writev、wait和waitpid

有些應(yīng)用程序不希望這些函數(shù)被中斷后自動(dòng)重啟動(dòng)，因此進(jìn)程可以設(shè)置對(duì)每個(gè)信號(hào)禁用此功能。（sigaction函數(shù)中只有中斷信號(hào)的SA_RESTART標(biāo)志有效，才自動(dòng)重啟動(dòng)系統(tǒng)調(diào)用）在Linux中，當(dāng)信號(hào)處理程序是用signal函數(shù)注冊(cè)時(shí)，被中斷的系統(tǒng)調(diào)用會(huì)自動(dòng)重啟動(dòng)。

注意，除了低速系統(tǒng)調(diào)用，信號(hào)也可以中斷類似sleep這樣的函數(shù)：調(diào)用sleep函數(shù)的線程休眠seconds秒。如果中間有一個(gè)未被忽略的信號(hào)到達(dá)則終止休眠。

6. 可重入函數(shù)

• 如果進(jìn)程正在執(zhí)行malloc，在其堆中分配另外的存儲(chǔ)空間，而此時(shí)由于捕捉到信號(hào)而插入執(zhí)行該信號(hào)處理程序，其中又調(diào)用malloc會(huì)發(fā)生什么？

  可能會(huì)對(duì)進(jìn)程造成破壞。因?yàn)閙alloc通常為它所分配的存儲(chǔ)區(qū)維護(hù)一個(gè)鏈表，而插入執(zhí)行信號(hào)處理程序時(shí)進(jìn)程可能正在更改此鏈表。

• **如果進(jìn)程正在執(zhí)行g(shù)etpwnam這種將其結(jié)果存放在靜態(tài)存儲(chǔ)單元中的函數(shù)，其間插入執(zhí)行信號(hào)處理程序，它又調(diào)用這樣的函數(shù)（如信號(hào)處理函數(shù)內(nèi)部又調(diào)用getpwnam）**會(huì)發(fā)生什么？

  返回給正常調(diào)用者的信息可能會(huì)被返回給信號(hào)處理程序的信息覆蓋。

可重入函數(shù)：

在信號(hào)處理程序中保證調(diào)用安全的函數(shù)，這些函數(shù)是可重入的并被稱為是異步信號(hào)安全的（即為在函數(shù)A執(zhí)行期間中斷執(zhí)行信號(hào)處理程序，在信號(hào)處理程序中可能再次調(diào)用函數(shù)A，但是不會(huì)造成問題）。這種函數(shù)除了可重入外（信號(hào)處理程序中再次調(diào)用被信號(hào)中斷的函數(shù)），在執(zhí)行信號(hào)處理操作期間會(huì)阻塞任何會(huì)引起不一致的信號(hào)發(fā)送。

下列函數(shù)都是異步信號(hào)安全即可重入的：

沒有列入上表的函數(shù)大多是不可重入的，不可重入函數(shù)通常有以下特點(diǎn)：

• 它們使用靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，重入可能導(dǎo)致結(jié)果被覆蓋
• 它們調(diào)用malloc或free
• 它們是標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)I/O庫的很多實(shí)現(xiàn)都不以可重入方式而是使用全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

并且要注意，對(duì)于errno，因?yàn)樾盘?hào)處理程序可能會(huì)修改errno原先值，因此應(yīng)當(dāng)在調(diào)用前保存errno，在調(diào)用后恢復(fù)errno。

如果應(yīng)用程序要做更新全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這樣的事情，而同時(shí)要捕捉某些信號(hào)，而這些信號(hào)的處理程序又會(huì)引起執(zhí)行siglongjmp，則在更新這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)要阻塞此類信號(hào)。（因?yàn)榭赡軐?dǎo)致這些全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是部分更新的）

綜上所述，在信號(hào)處理函數(shù)中調(diào)用一個(gè)非可重入函數(shù)，其結(jié)果不可預(yù)知。因此在信號(hào)處理函數(shù)中不能調(diào)用非可重入函數(shù)。

7. 多線程中的信號(hào)處理

使用了多線程后，便有些疑問：

信號(hào)發(fā)生時(shí)，哪個(gè)線程會(huì)收到

是不是每個(gè)線程都有自己的mask及action

每個(gè)線程能按自己的方式處理信號(hào)么

對(duì)于以上問題，結(jié)論是：

• 如果是異常產(chǎn)生的信號(hào)（比如程序錯(cuò)誤，像SIGPIPE、SIGEGV這些），則只有產(chǎn)生異常的線程收到并處理。
• 如果是用pthread_kill產(chǎn)生的內(nèi)部信號(hào)，則只有pthread_kill參數(shù)中指定的目標(biāo)線程收到并處理。
• 如果是外部使用kill命令產(chǎn)生的信號(hào)，通常是SIGINT、SIGHUP等job control信號(hào)，則會(huì)遍歷所有線程，直到找到一個(gè)不阻塞該信號(hào)的線程，然后調(diào)用它來處理。(一般從主線程找起)，注意只有一個(gè)線程能收到。
• 其次，每個(gè)線程都有自己獨(dú)立的signal mask，但所有線程共享進(jìn)程的signal action。這意味著，你可以在線程中調(diào)用pthread_sigmask(不是sigmask)來決定本線程阻塞哪些信號(hào)。但你不能調(diào)用sigaction來指定單個(gè)線程的信號(hào)處理方式。如果在某個(gè)線程中調(diào)用了sigaction處理某個(gè)信號(hào)，那么這個(gè)進(jìn)程中的未阻塞這個(gè)信號(hào)的線程在收到這個(gè)信號(hào)都會(huì)按同一種方式處理這個(gè)信號(hào)。另外，注意子線程的mask是會(huì)從主線程繼承而來的。

8. 可靠信號(hào)

8.1 三種信號(hào)狀態(tài)

**信號(hào)產(chǎn)生：**generation

當(dāng)造成信號(hào)的事件發(fā)生時(shí)，為進(jìn)程產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)（或向一個(gè)進(jìn)程發(fā)送一個(gè)信號(hào)）。

這些造成信號(hào)的事件可以是硬件異常（如除0）、軟件條件（如alarm定時(shí)器超時(shí)）、終端產(chǎn)生的信號(hào)或調(diào)用kill函數(shù)。

當(dāng)一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，內(nèi)核通常在進(jìn)程中以某種形式設(shè)置一個(gè)標(biāo)志。

**信號(hào)遞送：**delivery

指信號(hào)發(fā)送給進(jìn)程之后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行了處理（無論是忽略、捕獲還是使用系統(tǒng)默認(rèn)操作）

**信號(hào)未決：**pending

在信號(hào)產(chǎn)生和遞送的時(shí)間間隔內(nèi)稱為未決

8.2 阻塞信號(hào)遞送：

進(jìn)程可以選擇對(duì)指定信號(hào)“阻塞信號(hào)遞送”。如果為進(jìn)程產(chǎn)生了一個(gè)阻塞的信號(hào)，并且對(duì)該信號(hào)的動(dòng)作是系統(tǒng)默認(rèn)或捕捉，則此信號(hào)保持為未決的。直到該進(jìn)程解除對(duì)此信號(hào)的阻塞，或者將對(duì)此信號(hào)的動(dòng)作更改為忽略，內(nèi)核才會(huì)遞送一個(gè)原來被阻塞的信號(hào)給進(jìn)程（而不是解除阻塞后再產(chǎn)生的信號(hào)）。

如果在進(jìn)程解除對(duì)某個(gè)信號(hào)的阻塞之前這種信號(hào)發(fā)生了多次，允許系統(tǒng)能夠遞送該信號(hào)一次或多次。如果遞送該信號(hào)多次，則稱這些信號(hào)進(jìn)行了排隊(duì)。

8.3 信號(hào)屏蔽字：

每個(gè)進(jìn)程都有信號(hào)屏蔽字（signal mask），它規(guī)定當(dāng)前要阻塞遞送到該進(jìn)程的信號(hào)集。對(duì)于每一種可能的信號(hào)，該屏蔽字中都有一位與之對(duì)應(yīng)。如果該位已設(shè)置，則它對(duì)應(yīng)的信號(hào)是被阻塞的。

注意，在信號(hào)處理函數(shù)被調(diào)用時(shí)，操作系統(tǒng)建立的新信號(hào)屏蔽字包含正被遞送的信號(hào)（即觸發(fā)本次捕獲的信號(hào)），信號(hào)處理函數(shù)返回時(shí)再恢復(fù)信號(hào)屏蔽字。因此保證在處理一個(gè)給定信號(hào)時(shí)，如果該信號(hào)再次發(fā)生，那么它將被阻塞到前一個(gè)信號(hào)的處理結(jié)束為止。

9. kill和raise函數(shù)

kill函數(shù)將信號(hào)發(fā)送給進(jìn)程或進(jìn)程組，raise函數(shù)向進(jìn)程自身發(fā)送信號(hào)

int kill(pid_t pid, int sig); int raise(int sig);

kill的pid參數(shù)：

• pid > 0 ：將信號(hào)發(fā)送給指定進(jìn)程
• pid == 0 : 將信號(hào)發(fā)送給與發(fā)送進(jìn)程屬于同一進(jìn)程組的所有進(jìn)程，并且發(fā)送進(jìn)程具有權(quán)限向這些進(jìn)程發(fā)送信號(hào)
• pid < 0 : 將信號(hào)發(fā)送給進(jìn)程組ID等于pid絕對(duì)值的所有進(jìn)程，并且發(fā)送進(jìn)程具有權(quán)限向這些進(jìn)程發(fā)送信號(hào)
• pid == -1 : 將信號(hào)發(fā)送給有權(quán)限向它們發(fā)送的所有進(jìn)程。除了進(jìn)程1（init）

如果sig==0，則說明是空信號(hào)，kill仍然執(zhí)行正常的錯(cuò)誤檢查但是不發(fā)送信號(hào)。常被用來確定一個(gè)特定進(jìn)程是否存在。如果向一個(gè)不存在的進(jìn)程發(fā)送空信號(hào)，kill函數(shù)返回-1。

發(fā)送信號(hào)的權(quán)限問題：

• 超級(jí)用戶可以把信號(hào)發(fā)送給任一進(jìn)程
• 非超級(jí)用戶，則要求發(fā)送的實(shí)際用戶ID或有效用戶ID等于接受者的實(shí)際用戶ID或有效用戶ID。
• 但是有一個(gè)特例：對(duì)于SIGCONT信號(hào)，則進(jìn)程可以將它發(fā)送給屬于同一會(huì)話的任一進(jìn)程

如果調(diào)用kill為調(diào)用進(jìn)程產(chǎn)生信號(hào)，并且如果該信號(hào)是不被阻塞的，那么在kill函數(shù)返回之前，該信號(hào)或者其他某個(gè)未決、未阻塞信號(hào)就被遞送給了該進(jìn)程。

10. alarm和pause函數(shù)

alarm函數(shù)設(shè)置一個(gè)定時(shí)器（秒數(shù)），將來某個(gè)時(shí)刻定時(shí)器超時(shí)產(chǎn)生SIGALRM信號(hào)。如果忽略或不捕捉該信號(hào)，默認(rèn)動(dòng)作是終止該進(jìn)程

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

• 注意，每個(gè)進(jìn)程只能有一個(gè)鬧鐘時(shí)間，因此調(diào)用alarm會(huì)覆蓋之前的alarm。即如果在調(diào)用alarm時(shí)上一次為該進(jìn)程注冊(cè)的alarm還沒有超時(shí)，則該鬧鐘時(shí)間的余留值用作本次調(diào)用的返回值，并且以前注冊(cè)的鬧鐘時(shí)間被新值替代。

• 如果要捕獲SIGALRM，必須在alarm調(diào)用前安裝信號(hào)捕獲程序。

pause函數(shù)是一個(gè)慢速系統(tǒng)調(diào)用，使調(diào)用進(jìn)程掛起直到捕捉到一個(gè)信號(hào)

int pause(void);

只有執(zhí)行了信號(hào)處理程序并從其返回時(shí)，pause才返回。此時(shí)pause返回-1，errno設(shè)置為EINTR

• 注意，在信號(hào)處理函數(shù)中使用longjmp函數(shù)一定要小心，因?yàn)槿绻撔盘?hào)中斷了其他信號(hào)處理函數(shù)，那么longjmp將會(huì)提早終止這些信號(hào)處理函數(shù)。

11. 信號(hào)集

使用sigset_t以包含一個(gè)信號(hào)集，該數(shù)據(jù)類型能夠表示多個(gè)信號(hào)的集合，該數(shù)據(jù)類型會(huì)被sigprocmask等函數(shù)使用

int sigemptyset(sigset_t *set); int sigfillset(sigset_t *set); int sigaddset(sigset_t *set, int signum); int sigdelset(sigset_t *set, int signum); int sigismember(const sigset_t *set, int signum);

• sigemptyset：

  初始化set指向的信號(hào)集，清除其中所有信號(hào)

• sigfillset：

  初始化set指向的信號(hào)集，使其置位所有信號(hào)

• 注意，所有應(yīng)用程序在使用信號(hào)集前，都要對(duì)該信號(hào)集數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)調(diào)用sigemptyset或者sigfillset

• sigaddset：

  在set指向的信號(hào)集中添加指定信號(hào)signum

• sigdelset：

  在set指向的信號(hào)集中刪除指定信號(hào)signum

• sigismember：

  判斷set信號(hào)集中是否有信號(hào)signum

12. sigprocmask函數(shù)

信號(hào)屏蔽字：

阻塞而不能遞送給該進(jìn)程的信號(hào)集。可以通過sigprocmask函數(shù)檢測、更改進(jìn)程的信號(hào)屏蔽字

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

• 若oldset非空，那么進(jìn)程之前的信號(hào)屏蔽字通過oldset返回。

• 若set非空，則how指示如何根據(jù)set修改當(dāng)前信號(hào)屏蔽字

• how參數(shù)：

  • SIG_BLOCK：阻塞信號(hào)，即之前的信號(hào)集和set做按位或操作，即并集。set包含了希望被阻塞的信號(hào)
  • SIG_UNBLOCK：解除信號(hào)阻塞，即和set的補(bǔ)集求交集。set包含了希望被解除阻塞的信號(hào)
  • SIG_SETMASK：賦值信號(hào)屏蔽字

• 在調(diào)用該函數(shù)后如果有任何未決的、不再阻塞的信號(hào)，則在函數(shù)返回之前，至少將其中之一遞送給該進(jìn)程。

13. sigpending函數(shù)（未決的信號(hào)）

sigpending函數(shù)返回一個(gè)信號(hào)集，以指示當(dāng)前處于未決狀態(tài)的信號(hào)（即已經(jīng)產(chǎn)生但是由于被阻塞而不能遞送的信號(hào)）

int sigpending(sigset_t *set);

14. sigaction函數(shù)（信號(hào)action動(dòng)作）

檢查、修改指定信號(hào)的處理動(dòng)作。此函數(shù)用于取代UNIX早期版本使用的signal函數(shù)。

int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);

若act指針非空，則表示要修改其動(dòng)作。如果oldact非空，則通過該參數(shù)返回指定信號(hào)的上一個(gè)動(dòng)作。

struct sigaction {void (*sa_handler)(int);void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);sigset_t sa_mask;int sa_flags;void (*sa_restorer)(void); };

• sa_handler：信號(hào)捕捉函數(shù)地址，可以是 SIG_DFL 表示默認(rèn)動(dòng)作，SIG_IGN 表示忽略此信號(hào)

• sa_mask：

  一個(gè)信號(hào)集，在調(diào)用該信號(hào)捕捉函數(shù)之前，這一信號(hào)集要加到進(jìn)程的信號(hào)屏蔽字中。僅當(dāng)從信號(hào)捕捉函數(shù)返回時(shí)再將進(jìn)程的信號(hào)屏蔽字恢復(fù)為原來值。

  注意，在信號(hào)處理函數(shù)被調(diào)用時(shí)，操作系統(tǒng)建立的新信號(hào)屏蔽字包含正被遞送的信號(hào)（即觸發(fā)本次捕獲的信號(hào)），信號(hào)處理函數(shù)返回時(shí)再恢復(fù)信號(hào)屏蔽字。因此保證在處理一個(gè)給定信號(hào)時(shí)，如果該信號(hào)再次發(fā)生，那么它將被阻塞到前一個(gè)信號(hào)的處理結(jié)束為止。

• sa_flags：

  對(duì)指定信號(hào)進(jìn)行處理的各個(gè)選項(xiàng)

  • SA_INTERRUPT：由此信號(hào)中斷的系統(tǒng)調(diào)用不自動(dòng)重啟動(dòng)
  • SA_NOCLDSTOP：如果 signo 是 SIGCHLD，則在子進(jìn)程停止時(shí)不產(chǎn)生此信號(hào)；在子進(jìn)程終止時(shí)仍產(chǎn)生此信號(hào)
  • SA_NOCLDWAIT：如果 signo 是 SIGCHLD，則調(diào)用進(jìn)程的子進(jìn)程終止時(shí)不會(huì)變成僵尸進(jìn)程（不會(huì)發(fā)出SIGCHLD信號(hào)）
  • SA_NODEFER：當(dāng)捕捉到此信號(hào)時(shí)，在執(zhí)行其信號(hào)捕捉函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)不自動(dòng)阻塞此信號(hào)（除非sa_mask中包含此信號(hào)）。
  • SA_RESETHAND：在進(jìn)入信號(hào)處理程序時(shí)，將該信號(hào)處理方式設(shè)置為SIG_DFL，并清除SA_SIGINFO標(biāo)志
  • SA_RESTART：由此信號(hào)中斷的系統(tǒng)調(diào)用自動(dòng)重啟動(dòng)
  • SA_SIGINFO：此選項(xiàng)對(duì)信號(hào)處理程序提供了附加信息，即使用sa_sigaction信號(hào)處理程序而不是sa_handler

• sa_sigaction：

  一個(gè)替代的信號(hào)處理程序。當(dāng)該信號(hào)使用了SA_SIGINFO標(biāo)志時(shí)，使用該信號(hào)處理程序。由于sa_handler和sa_sigaction的實(shí)現(xiàn)可能共用同一存儲(chǔ)區(qū)，因此這兩個(gè)字段只能有一個(gè)。

  之前信號(hào)處理函數(shù)是以下形式：

  void handler(int signo);

  若設(shè)置了SA_SIGINFO標(biāo)志，則信號(hào)處理函數(shù)是以下形式

  void handler(int signo, siginfo_t *info, void *context);

  • 其中第二個(gè)參數(shù)siginfo_t結(jié)構(gòu)體包含了信號(hào)產(chǎn)生原因的有關(guān)信息，這樣在信號(hào)處理函數(shù)中我們就可以通過第二個(gè)參數(shù)知道更多具體與該信號(hào)相關(guān)的信息。其應(yīng)該至少包含以下字段

    siginfo_t {int si_signo; /* Signal number */int si_errno; /* An errno value */int si_code; /* 發(fā)出信號(hào)具體原因 */pid_t si_pid; /* Sending process ID */uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */int si_status; /* Exit value or signal */sigval_t si_value; /* Signal value */void *si_addr; /* Memory location which caused fault */... }

    其中si_code即為信號(hào)發(fā)生具體原因：

• 第三個(gè)參數(shù)context可以被強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換為ucontext_t類型，該結(jié)構(gòu)體標(biāo)識(shí)信號(hào)傳遞時(shí)進(jìn)程上下文，該ucontext_t結(jié)構(gòu)至少包含以下字段

  typedef struct ucontext_t{struct ucontext_t *uc_link;stack_t uc_stack;mcontext_t uc_mcontext;sigset_t uc_sigmask;...} ucontext_t;
  • uc_link:為當(dāng)前context執(zhí)行結(jié)束之后要執(zhí)行的下一個(gè)context，若uc_link為空，執(zhí)行完當(dāng)前context之后退出程序。
  • uc_sigmask : 執(zhí)行當(dāng)前上下文過程中需要阻塞的信號(hào)列表，即信號(hào)屏蔽字
  • uc_stack : 為當(dāng)前context運(yùn)行的棧信息。
  • uc_mcontext : 保存具體的程序執(zhí)行上下文，如PC值，堆棧指針以及寄存器值等信息。它的實(shí)現(xiàn)依賴于底層，是平臺(tái)硬件相關(guān)的。此實(shí)現(xiàn)不透明

注意，對(duì)于支持實(shí)時(shí)信號(hào)擴(kuò)展的系統(tǒng)，用SA_SIGINFO標(biāo)志建立的信號(hào)處理程序?qū)⒃斐尚盘?hào)可靠排隊(duì)

• 注意，相較于signal（被指定信號(hào)中斷的系統(tǒng)調(diào)用默認(rèn)自動(dòng)重啟動(dòng)），如果信號(hào)處理程序使用sigaction指定，那么被該信號(hào)中斷的系統(tǒng)調(diào)用默認(rèn)不重新啟動(dòng)（可以通過SA_RESTART標(biāo)志重啟動(dòng)被中斷的系統(tǒng)調(diào)用）

15. sigsetjmp和siglongjmp函數(shù)

系統(tǒng)在進(jìn)入信號(hào)處理程序時(shí)，會(huì)將該信號(hào)自動(dòng)加入到信號(hào)屏蔽字中，這阻止了后來產(chǎn)生的這種信號(hào)中斷該信號(hào)處理程序，然后再信號(hào)處理程序返回時(shí)恢復(fù)信號(hào)屏蔽字。

但是如果在信號(hào)處理函數(shù)中使用longjmp非局部轉(zhuǎn)移到setjmp處，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)屏蔽字無法恢復(fù)。解決方案是調(diào)用sigsetjmp和siglongjmp而不是使用setjmp和longjmp。

int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savesigs); void siglongjmp(sigjmp_buf env, int val);

這兩個(gè)函數(shù)和setjmp和longjmp的唯一區(qū)別是sigsetjmp增加了參數(shù)savesigs。如果該參數(shù)非0，則在env參數(shù)中保存進(jìn)程的當(dāng)前信號(hào)屏蔽字，此時(shí)在信號(hào)處理函數(shù)中調(diào)用siglongjmp進(jìn)行非局部跳轉(zhuǎn)到sigsetjmp，會(huì)導(dǎo)致恢復(fù)保存的信號(hào)屏蔽字。

sig_atomic_t類型：

當(dāng)把變量聲明為該類型會(huì)保證該變量在使用或賦值時(shí)， 無論是在32位還是64位的機(jī)器上都能保證操作是原子的， 它會(huì)根據(jù)機(jī)器的類型自動(dòng)適應(yīng)。
在處理信號(hào)(signal)的時(shí)候，有時(shí)對(duì)于一些變量的訪問希望不會(huì)被中斷，無論是硬件中斷還是軟件中斷，這就要求訪問或改變這些變量需要在計(jì)算機(jī)的一條指令內(nèi)完成。通常情況下，int類型的變量通常是原子訪問的，也可以認(rèn)為 sig_atomic_t就是int類型的數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?duì)這些變量要求一條指令完成，所以sig_atomic_t不可能是結(jié)構(gòu)體，只會(huì)是數(shù)字類型。

sig_atomic_t類型總是用volatile修飾，因?yàn)樵撟兞靠偸怯蓛蓚€(gè)不同的控制線程-main函數(shù)和異步執(zhí)行的信號(hào)處理程序訪問，因此必須保證每次需要存儲(chǔ)或讀取這個(gè)變量的時(shí)候，都會(huì)直接從變量地址中讀取數(shù)據(jù)，如果沒有volatile關(guān)鍵字，則編譯器可能優(yōu)化讀取和存儲(chǔ)，可能暫時(shí)使用寄存器中的值，導(dǎo)致將出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。

如這樣使用：

volatile sig_atomic_t flag;

16. sigsuspend函數(shù)

考慮sigprocmask函數(shù)中提出的一點(diǎn)：如果在調(diào)用該函數(shù)后如果有任何未決的、不再阻塞的信號(hào)，則在函數(shù)返回之前，至少將其中之一遞送給該進(jìn)程。

那么如果針對(duì)下面代碼則會(huì)出現(xiàn)問題：

sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL); pause();

如果sigprocmask解除了某個(gè)信號(hào)阻塞，而在此期間的確該信號(hào)被阻塞了，由上所述，那么就好像該信號(hào)發(fā)生在sigprocmask和pause函數(shù)之間。（或者在sigprocmask和pause函數(shù)之間的確有某個(gè)未阻塞的信號(hào)被遞送了），那么將會(huì)導(dǎo)致pause函數(shù)一直阻塞下去，即sigprocmask和pause函數(shù)之間的這個(gè)時(shí)間窗口中的信號(hào)丟失了。

針對(duì)此問題，需要在一個(gè)原子操作中解除信號(hào)阻塞并使進(jìn)程休眠。

因此可以使用sigsuspend函數(shù)，該函數(shù)在一個(gè)原子操作中先恢復(fù)信號(hào)屏蔽字，然后使進(jìn)程休眠。

int sigsuspend(const sigset_t *mask);

進(jìn)程的信號(hào)屏蔽字設(shè)置為mask，在捕捉到一個(gè)信號(hào)或發(fā)生了一個(gè)會(huì)終止該進(jìn)程的信號(hào)之前，該進(jìn)程被掛起。如果捕捉到一個(gè)信號(hào)并且從該信號(hào)處理程序返回，則sigsuspend返回，并且恢復(fù)信號(hào)屏蔽字為sigsuspend之前的值（并且返回-1，errno設(shè)為EINTR）。

17. abort函數(shù)

使進(jìn)程異常終止

void abort(void);

此函數(shù)將SIGABRT信號(hào)發(fā)送給調(diào)用進(jìn)程raise(SIGABRT)，不應(yīng)忽略此信號(hào)。

• 注意，若捕獲此信號(hào)并且由相應(yīng)信號(hào)處理函數(shù)返回，abort仍不會(huì)返回到其調(diào)用者。如果捕捉到此信號(hào)，那么信號(hào)處理程序不能返回的唯一方法是調(diào)用exit _exit _Exit longjmp或siglongjmp。即abort導(dǎo)致進(jìn)程的非正常終止，除非SIGABRT 信號(hào)被捕獲，并且信號(hào)處理函數(shù)沒有返回（使用了longjmp等函數(shù)使信號(hào)處理函數(shù)沒有返回）。

• 并且abort不理會(huì)進(jìn)程對(duì)此信號(hào)的阻塞或忽略。

• 進(jìn)程捕獲abort調(diào)用信號(hào)處理程序的意圖：

  在進(jìn)程終止之前執(zhí)行所需的清理操作。如果進(jìn)程并不在信號(hào)處理程序中終止自己，則當(dāng)信號(hào)處理函數(shù)返回時(shí)，abort終止該進(jìn)程。

• 如果abort要終止進(jìn)程，則它對(duì)所有打開標(biāo)準(zhǔn)I/O流的效果應(yīng)當(dāng)與進(jìn)程終止前對(duì)每個(gè)流調(diào)用fclose相同。

18. system函數(shù)

• system函數(shù)阻塞SIGCHLD：

  正在執(zhí)行system函數(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)阻塞對(duì)父進(jìn)程遞送SIGCHLD信號(hào)。否則，當(dāng)system創(chuàng)建的子進(jìn)程結(jié)束時(shí)，system的調(diào)用者可能錯(cuò)誤的認(rèn)為它自己的一個(gè)子進(jìn)程結(jié)束了，然后在SIGCHLD信號(hào)處理程序中通過wait函數(shù)獲取子進(jìn)程終止?fàn)顟B(tài)。由于該子進(jìn)程終止?fàn)顟B(tài)已被獲取過了，因此就阻止了system函數(shù)獲取子進(jìn)程的終止?fàn)顟B(tài)并將其作為返回值。

• system函數(shù)忽略SIGINT和SIGQUIT：

  由之前的知識(shí)可知，當(dāng)在終端鍵入Ctrl+C會(huì)將SIGINT發(fā)送給前臺(tái)進(jìn)程組、在終端鍵入Ctrl+\會(huì)將SIGQUIT發(fā)送給前臺(tái)進(jìn)程組。但是在system期間這兩個(gè)信號(hào)應(yīng)該只發(fā)送給正在運(yùn)行的程序：即system函數(shù)中創(chuàng)建的子進(jìn)程。因?yàn)橛蓅ystem執(zhí)行的命令可能是交互式命令（如ed編輯器），以及system函數(shù)的調(diào)用者在system執(zhí)行期間放棄了控制，等待該命令程序執(zhí)行結(jié)束，所以system調(diào)用者就不應(yīng)該接收這兩個(gè)終端產(chǎn)生的信號(hào)。這也是為何規(guī)定system的調(diào)用者在等待命令完成時(shí)應(yīng)當(dāng)忽略這兩個(gè)信號(hào)。

19. sleep、nanosleep、clock_nanosleep函數(shù)

19.1 sleep

sleep函數(shù)使調(diào)用進(jìn)程被掛起直到滿足以下條件：

• 已經(jīng)超過參數(shù)指定的秒數(shù)
• 進(jìn)程捕捉到一個(gè)信號(hào)并從信號(hào)處理程序返回。

該函數(shù)返回未休眠剩余的秒數(shù)

unsigned int sleep(unsigned int seconds);

注意，sleep可以由alarm函數(shù)實(shí)現(xiàn)，但是可能造成sleep和alarm函數(shù)互相影響。比如先alarm(10)，然后再sleep(3)，那么對(duì)SIGALRM信號(hào)的產(chǎn)生情況造成影響。

因此Linux使用nanosleep實(shí)現(xiàn)sleep。因?yàn)閚anosleep不涉及產(chǎn)生任何信號(hào)，即與鬧鐘定時(shí)器相互獨(dú)立，所以該實(shí)現(xiàn)的sleep函數(shù)不會(huì)與其他時(shí)間相關(guān)函數(shù)如alarm產(chǎn)生交互影響。

19.2 nanosleep

int nanosleep(const struct timespec *req, struct timespec *rem);struct timespec {time_t tv_sec; /* seconds */long tv_nsec; /* nanoseconds [0 .. 999999999] */};

該函數(shù)與sleep類似，但是提供納秒級(jí)別精度。

該函數(shù)掛起進(jìn)程，直到要求的時(shí)間超時(shí)或者某個(gè)信號(hào)中斷該函數(shù)。req參數(shù)指定進(jìn)程休眠時(shí)間，rem函數(shù)返回未休眠的剩余時(shí)間。

nanosleep函數(shù)并不涉及產(chǎn)生任何信號(hào)，所以不用擔(dān)心與其他函數(shù)的交互。

19.3 clock_nanosleep

該函數(shù)制定了基于特定時(shí)鐘的延遲時(shí)間來掛起線程

int clock_nanosleep(clockid_t clock_id, int flags,nconst struct timespec *request, struct timespec *remain);

• clock_id：延遲時(shí)間基于的時(shí)鐘

  • CLOCK_REALTIME：系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)間，即從1970年開始的時(shí)間
  • CLOCK_MONOTONIC：從系統(tǒng)啟動(dòng)這一刻起開始計(jì)時(shí),不受系統(tǒng)時(shí)間被用戶改變的影響
  • CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID：本進(jìn)程到當(dāng)前代碼的CPU時(shí)間
  • CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID：本線程到當(dāng)前代碼的CPU時(shí)間

• flags：控制時(shí)間是絕對(duì)還是相對(duì)的

  0：相對(duì)的，即希望休眠的時(shí)間長度

  TIMER_ABSTIME：絕對(duì)的，即希望休眠到時(shí)鐘到達(dá)某個(gè)特定的時(shí)間

• request和remain：和nanosleep一致。使用絕對(duì)時(shí)間時(shí)，remain參數(shù)無用

調(diào)用clock_nanosleep(CLOCK_REALTIME,0,req,rem)相當(dāng)于nanosleep(req,rem)

20. sigqueue函數(shù)：信號(hào)排隊(duì)

如果支持信號(hào)實(shí)時(shí)擴(kuò)展，那么就支持信號(hào)排隊(duì)。如果要使用排隊(duì)信號(hào)，則必須遵循以下條件：

• 使用sigaction函數(shù)安裝信號(hào)處理程序時(shí)指定SA_SIGINFO標(biāo)志。如果沒有此標(biāo)志，信號(hào)會(huì)阻塞延遲，但是是否進(jìn)入隊(duì)列取決于具體實(shí)現(xiàn)
• 在sigaction結(jié)構(gòu)的sa_sigaction成員中（不是sa_handler）提供信號(hào)處理程序。實(shí)現(xiàn)可能允許用戶使用sa_handler字段，但是不能獲取sigqueue函數(shù)發(fā)出的額外信息
• 使用sigqueue發(fā)出信號(hào)

int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);

該函數(shù)只把信號(hào)發(fā)給單個(gè)進(jìn)程。可以通過value參數(shù)向信號(hào)處理程序傳遞整數(shù)和指針值。除此之外，sigqueue和kill類似

注意，信號(hào)不能被無限次排隊(duì)。到達(dá)相應(yīng)限制后，sigqueue會(huì)失敗，errno設(shè)置為EAGAIN。

在支持實(shí)時(shí)信號(hào)擴(kuò)展的Linux之中，sigqueue只能用于實(shí)時(shí)信號(hào)（SIGRTMIN~SIGRTMAN之間的信號(hào)，包括這兩個(gè)限制值），這些實(shí)時(shí)信號(hào)默認(rèn)操作是終止進(jìn)程。對(duì)于非實(shí)時(shí)信號(hào)（1-31信號(hào)），不支持信號(hào)排隊(duì)。

21. 作業(yè)控制信號(hào)

以下六個(gè)信號(hào)與作業(yè)控制有關(guān)：

• SIGCHLD：子進(jìn)程停止或終止
• SIGCONT：如果進(jìn)程已停止，則使其繼續(xù)運(yùn)行
• SIGSTOP：停止信號(hào)（不能被捕捉或忽略）
• SIGTSTP：交互式停止信號(hào)
• SIGTTIN：后臺(tái)進(jìn)程組成員讀控制終端
• SIGTTOU：后臺(tái)進(jìn)程組成員寫控制終端

當(dāng)一個(gè)進(jìn)程產(chǎn)生4種停止信號(hào)（SIGTSTP、SIGSTOP、SIGTTIN、SIGTTOU），對(duì)進(jìn)程的任一未決SIGCONT信號(hào)丟棄

當(dāng)對(duì)一個(gè)進(jìn)程產(chǎn)生SIGCONT信號(hào)時(shí)，對(duì)同一進(jìn)程的任一未決停止信號(hào)被丟棄。

22. 信號(hào)名和編號(hào)

通過數(shù)組sys_siglist獲取信號(hào)編號(hào)和信號(hào)名間的映射

extern const char *const sys_siglist[_NSIG];//其中數(shù)組下標(biāo)即為信號(hào)編號(hào)

使用psignal函數(shù)打印與信號(hào)編號(hào)對(duì)應(yīng)的字符串

void psignal(int sig, const char *msg);

該函數(shù)類似于perror，通常是在stderr打印出msg參數(shù)，后面跟一個(gè)冒號(hào)一個(gè)空格，然后打印出該信號(hào)的說明。

如果在sigaction信號(hào)處理程序中有siginfo_t結(jié)構(gòu)，也可以通過siginfo_t結(jié)構(gòu)，使用psiginfo函數(shù)打印出信號(hào)編號(hào)更多的信息

void psiginfo(const siginfo_t *pinfo, const char *msg);

使用strsignal獲取與信號(hào)相關(guān)字符串（而不是寫入到文件中），類似于strerror

char *strsignal(int sig);

示例：

int main(int argc, char* argv[]) {cout << "sys_list數(shù)組 : " << sys_siglist[SIGCHLD] << endl;psignal(SIGCHLD,"psignal函數(shù) ");cout << "strsignal函數(shù) : " << strsignal(SIGCHLD) << endl; } /*打印： sys_list數(shù)組 : Child exited psignal函數(shù) : Child exited strsignal函數(shù) : Child exited */

ist``獲取信號(hào)編號(hào)和信號(hào)名間的映射

extern const char *const sys_siglist[_NSIG];//其中數(shù)組下標(biāo)即為信號(hào)編號(hào)

使用psignal函數(shù)打印與信號(hào)編號(hào)對(duì)應(yīng)的字符串

void psignal(int sig, const char *msg);

該函數(shù)類似于perror，通常是在stderr打印出msg參數(shù)，后面跟一個(gè)冒號(hào)一個(gè)空格，然后打印出該信號(hào)的說明。

如果在sigaction信號(hào)處理程序中有siginfo_t結(jié)構(gòu)，也可以通過siginfo_t結(jié)構(gòu)，使用psiginfo函數(shù)打印出信號(hào)編號(hào)更多的信息

void psiginfo(const siginfo_t *pinfo, const char *msg);

使用strsignal獲取與信號(hào)相關(guān)字符串（而不是寫入到文件中），類似于strerror

char *strsignal(int sig);

示例：

int main(int argc, char* argv[]) {cout << "sys_list數(shù)組 : " << sys_siglist[SIGCHLD] << endl;psignal(SIGCHLD,"psignal函數(shù) ");cout << "strsignal函數(shù) : " << strsignal(SIGCHLD) << endl; } /*打印： sys_list數(shù)組 : Child exited psignal函數(shù) : Child exited strsignal函數(shù) : Child exited */

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《UNIX环境高级编程》笔记 第十章-信号的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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