信号

概念

• 信号是 Linux 进程间通信的一种机制，是软件层次上对中断的一种模拟，用在进程之间的传递消息。

来源

• 内核产生
  • 内存错误，除 0 错误等
• 由其他进程产生，传递给目标进程
  • kill 信号
  • 自定义信号：SIGURG
• 硬件产生
  • 键盘

处理方式

• 发送阶段
  • 内核将信号放到对应的 pending 队列中
• 接受阶段
  • 内核将信号从 pending 队列中取出，并进行处理。一般是调用响应的处理函数
  • 处理方式由三种，用户定义处理函数，内核默认缺省处理，忽略

处理过程

• signal 函数用于捕获突发事件

void (*signal (int sig, void (*func)(int)))(int); 
//signal(registered signal, signal handler);

• raise 函数用于发送信号

int raise ( int signal_ );

代码

1. signal.cpp

#include <iostream>
#include <csignal>
#include <unistd.h>

using namespace std;

void signalHandler(int signum)
{
    cout << "Interrupt signal (" << signum << ") received.\n";
    exit(signum);
}

int main()
{
    signal(SIGINT, signalHandler);
    while(1){
        cout << "Go to slepp..." << endl;
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

2. raise.cpp

#include <iostream>
#include <csignal>
#include <unistd.h>

using namespace std;

void signalHandler(int signum)
{
    cout << "Interrupt signal (" << signum << ") received.\n";
    exit(signum);
}

int main()
{
    signal(SIGINT, signalHandler);

    int num = 1;
    while(num++){
        cout << "Go to slepp..." << endl;
        sleep(1);

        if( 3 == num) {
            raise(SIGINT);
        }
    }

    // signal(SIGUSR1, SIG_DFL); // default handle
    // signal(SIGUSR2, SIG_IGN); // ignore handle

    return 0;
}

信号类型

1. #define SIGHUP 1 /* hangup*/
   • 通知进程控制终端被断开，常用来重启服务进程达到重新读取配置文件的目的
   • 缺省行为是终止进程。
2. #define SIGINT 2
   • 中断信号
   • 缺省行为是终止进程
3. #define SIGQUIT 3
   • 通知进程退出。
   • 缺省行为是终止进程，并且创建一个核心转储
4. #define SIGILL 4
   • 进程在运行过程中某一句指令不能被 CPU 识别。可能是一些形式错误，未知或者是特权指令。
   • 缺省行为是终止进程，并创建一个核心转储
5. #define SIGTRAP 5
   • POSIX 定义，用于调试。当被调试进程接收到该信号后，就意味着它达到了一个调试断点。
   • 一旦该信号被交付，被调试的进程就会停止，并且它的父进程将接到通知
   • 缺省行为是终止进程，并创建一个核心转储
6. #define SIGABRT 6
   • 在异常终止一个进程的同时创建一个核心转储的方法
   • 如果该信号被捕获，并且信号处理句柄没有返回，则进程不会终止
   • 缺省行为是终止进程，并且创建一个核心转储
7. #define SIGFPE 8
   • 当进程发生一个浮点错误时，SIGFPE 信号被发送给该进程
   • 对于那些处理复杂数学运算的程序，一般会建议你捕获该信号
   • 缺省行为是终止进程，并且创建一个核心转储
8. #define SIGKILL 9
   • 结束信号
   • 该信号不能被捕获或者忽略
   • 极少数情况下不会被终止进程，比如在处理一个“非中断操作”，如磁盘 I/O，虽然该情况极少发生，但是一旦发生就会造成死锁。唯一结束进程的方法就是重启
   • 缺省行为是终止进程
9. #define SIGBUS 10
   • CPU 检测到数据总线上的错误时将会产生 SIGBUS。
   • 当程序尝试去访问一个没有正确对齐的内存地址时就会产生该信号
   • 缺省行为是终止进程，并且创建一个核心转储
10. #define SIGSEGV 11
    • 当程序没有权限去访问一个受保护的内存地址时，或者访问无效的虚拟内存地址时，会产生该信号
    • 缺省行为是终止进程，并创建一个核心转储
11. #define SIGSYS 12
    • 进程执行一个不存在的系统调用时由操作系统产生，然后该进程终止
    • 缺省行为是终止进程，并创建一个核心转储
12. #define SIGPIPE 13
    • 管道信号，允许进程之间的通信。如果进程尝试对管道执行写操作，然后管道另一方没有回应者时，操作系统会将该信号发送给该进程
    • 缺省行为是终止进程
13. #define SIGALRM 14
    • 在进程的计时器到期的时候，操作系统会发送该信号给该进程
    • 缺省行为是终止进程
14. #define SIGTERM 15
    • 通知进程终止，并在终止前做一些清理工作。
    • kill 命令发送的缺省信号，同时也是操作系统关闭时向进程发送的缺省信号
    • 缺省行为是终止进程
15. #define SIGURG 16
    • 在进程打开的套接字上发生的某些情况时， SIGURG 会被发送给该进程。
    • 缺省行为是丢弃该信号
16. #define SIGSTOP 17
    • 停止信号，进程收到该信号后会暂停运行，直到收到 SIGCONT 信号
    • 该信号不能被捕获或者忽略
    • 缺省行为是停止进程，直到收到 SIGCONT 信号
17. #define SIGTSTP 18
    • 同 SIGSTOP 类似，但该信号可以被捕获或者忽略，键盘输入 CTRL+Z 可以产生该信号
    • 缺省行为是停止运行，直到收到 SIGCONT 信号
18. #define SIGCONET 19
    • 恢复信号。不能忽略或阻塞，但是可以捕获。
    • 缺省行为是丢弃
19. #define SIGCHLD 20
    • 一个进程子进程状态发生后，该信号就会发送到该进程。
    • 缺省行为是丢弃
20. #define SIGTTIN 21
    • 当一个后台进程尝试进行一个读操作时，SIGTTIN 信号就会被发送给该进程。进程将会阻塞直到收到 SIGCONT 信号为止。
    • 缺省行为是停止进程
21. #define SIGTTOU 22
    • 类似与 SIGTTIN，不同之处在于 SIGTTOU 是后台进程尝试对一个设置了 TOSTOP 属性的 tty 执行写操作时才会产生，如果 tty 没有设置这个属性，该信号就不会被发送
    • 缺省行为是停止进程，直到收到 SIGCONT 信号为止
22. #define SIGIO 23
    • 如果进程在一个文件描述符上有 IO 操作的话，SIGIO 信号将被发送给该进程。进程可以通过 fcntl 调用来设置
    • 缺省行为是丢弃该信号
23. #define SIGXCPU 24
    • 如果一旦进程超出了它可以使用的 CPU 限制，SIGXCPU 信号就被操作系统发送给该进程
    • 缺省行为是终止该进程
24. #define SIGXFSZ 25
    • 如果一个进程超出了它可以使用的文件大小的限制，SIGXFSZ 信号就可以发送给该进程。缺省行为是终止进程
25. #define SIGVTALRM 26
    • 一旦进程超过了它设定的虚拟计时器，SIGVTALRM 信号就会被发送给该进程，+ 缺省行为是终止进程
26. #define SIGPROF 27
    • 当设置了计时器，SIGPROF 是另一个将会发送给进程的信号
    • 缺省行为是终止进程
27. #define SIGWINCH
    • 当进程调正了终端的行或者列时，SIGWINCH 信号就被发送给该进程
    • 缺省行为是丢弃该信号
28. #define SIGUSR1 29
29. #define SIGUSR2 30
    • 用户自定义信号