信號(hào)的概念

信號(hào)在我們的生活隨處可見，如：古代戰(zhàn)爭(zhēng)中摔杯為號(hào)；代戰(zhàn)爭(zhēng)中的信號(hào)彈；體育比賽中使用的信號(hào)槍，它們都有共性：1. 簡(jiǎn)單 2. 不能攜帶大量的信息 3. 滿足某個(gè)特定條件才發(fā)送

信號(hào)是信息的載體，Linux/UNIX環(huán)境下，古老、經(jīng)典的通信方式，現(xiàn)在依然是主要的通信手段。

UNIX早期版本就提供了信號(hào)機(jī)制，但不可靠，信號(hào)可能丟失，Bakeley和AT&T都對(duì)信號(hào)模型做了更改，增加了可靠信號(hào)機(jī)制。但彼此不兼容。POSIX.1對(duì)可靠信號(hào)例程進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。

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信號(hào)的機(jī)制

A給B發(fā)送了信號(hào)，B收到信號(hào)之前執(zhí)行自己的代碼，收到信號(hào)后，不管執(zhí)行到程序的什么位置，都要暫停運(yùn)行，去處理信號(hào)，處理完畢再繼續(xù)執(zhí)行，與硬件中斷類似——異步模式，但信號(hào)是軟件層面上實(shí)現(xiàn)的中斷，早期常被稱“軟中斷”。

信號(hào)的特征：由于信號(hào)是通過軟件方法是是實(shí)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)手段導(dǎo)致信號(hào)有很強(qiáng)的延時(shí)性。但對(duì)于用戶來說，這個(gè)延遲時(shí)間非常短，不易察覺。

注意：每個(gè)進(jìn)程收到的所有信號(hào)，都是由于內(nèi)核負(fù)責(zé)發(fā)送的，內(nèi)核處理。

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與信號(hào)相關(guān)的事件與狀態(tài)

產(chǎn)生信號(hào)：

• 按鍵產(chǎn)生：如Ctrl + c、Ctrl + z, Ctrl + \
• 系統(tǒng)調(diào)用產(chǎn)生：如kill、raise、alarm
• 硬件異常產(chǎn)生：如非法訪問內(nèi)存(段錯(cuò)誤）、除0(浮點(diǎn)數(shù)除外)、內(nèi)存對(duì)齊錯(cuò)誤(總線錯(cuò)誤)

遞達(dá)：遞送并且到達(dá)進(jìn)程

未決：產(chǎn)生和遞達(dá)之間的狀態(tài)。主要由于阻塞(屏蔽)導(dǎo)致該狀態(tài)。

信號(hào)的處理方式：

• 執(zhí)行默認(rèn)動(dòng)作：默認(rèn)操作統(tǒng)通常是終止進(jìn)程，這取決于被發(fā)送的信號(hào)
• 忽略(丟棄)：不采取任何操作、有兩個(gè)信號(hào)不能忽略：SIGKILL和SIGSTOP
• 捕捉(調(diào)用用戶處理函數(shù))：內(nèi)核中斷正在執(zhí)行的代碼，轉(zhuǎn)去執(zhí)行先前注冊(cè)過的處理程序

linux內(nèi)核的進(jìn)程控制塊PCB是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，task_struct，除了包含進(jìn)程ID、狀態(tài)、工作目錄、用戶ID、組ID、文件描述符、還包含了信號(hào)相關(guān)的信息，主要指阻塞信號(hào)集和未決信號(hào)集。

阻塞信號(hào)集：將某些信號(hào)加入集和，對(duì)它們?cè)O(shè)置屏蔽屏蔽，當(dāng)屏蔽x信號(hào)后，在收到該信號(hào)，該信號(hào)的處理退后(解除屏蔽后)

未決信號(hào)集：

• 信號(hào)產(chǎn)生，未決信號(hào)集中描述該信號(hào)的位立即翻轉(zhuǎn)為1， 表信號(hào)處于未決轉(zhuǎn)態(tài)。當(dāng)信號(hào)被處理翻轉(zhuǎn)回為0，這一時(shí)刻往往非常短暫。
• 信號(hào)的產(chǎn)生后由于默寫原因(主要指阻塞)不能抵達(dá)，這類信號(hào)的集合稱之為未決信號(hào)集。在屏蔽解除前，信號(hào)一直處于未決狀態(tài)。

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總結(jié)

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