一、信號
信號用來通知進程發生了異步事件。內核也可以因爲內部事件而給進程發送信號，通知進程發生了某個事件。注意，信號只是用來通知某進程發生了什麼事件，並不給該進程傳遞任何數據。
**用kill-l 命令查看系統定義的信號列表
二、信號的產生方式
① 通過鍵盤組合鍵向前臺發送信號，（一個命令後面加 & 可以發到後臺運行）
a.信號的默認動作是終止進程，SIGQUIT的默認處理動作是終止進程並且Core Dump,（core dump是進程異常終止時，可以選擇把進程的用戶空間內存數據全部保存到磁盤上，文件名通常是core,這就叫做 core dump,通常就是程序有了BUG，可以用調試器檢查core文件以查清錯誤原因，）默認是不允許產生core文件的,因爲core文件中可能包含用戶密碼,不安全，在開發調試時可以用 ulimit命令改變這個限制，允許產生core文件。
用命令 ulimit -c 1024
ulimit命令改變了Shell進程的Resource Limit,test進程的PCB由Shell進程複製而來,所以也具有和Shell進程相同的Resource Limit值,這樣就可以產生Core Dump了
② 通過調用系統函數想進程發送信號
a.kill命令是調用kill函數實現的。kill函數可以給一個指定的進程發送指定的信號.raise函數可以給當前進程發送指定的信號(自己給自己發信號).
int kill(pid_t pid, int signo);
int raise(int signo);
都是成功返回0，錯誤返回-1；
abort函數使當前進程接收到SIGABRT信號而異常終止。
void abort(void);
像exit函數一樣，abort函數總會成功的，所以沒有返回值。
③ 由軟件條件產生的信號
a.alarm函數 和SIGALRM信號
unsigned int alarm(unsigned int seconds);調用alarm函數可以設定一個鬧鐘，就是告訴內核在senconds秒後給當前進程發SIGALRM信號，默認動作是終止當前進程，函數的返回值是0或者是以前設定的鬧鐘時間還餘下的秒數。
三、處理信號的方式
① 忽略此信號
② 執行信號的默認處理動作，一般是終止進程
③ 捕捉信號
四、信號的遞達和阻塞
①、阻塞
實際執行信號的處理動作稱爲信號遞達(Delivery),信號從產生到遞達之間的狀態,稱爲信號未決(Pending)。進程可以選擇阻塞(Block )某個信號。被阻塞的信號產生時將保持在未決狀態,直到進程解除對此信號的阻塞，才執行遞達的動作。阻塞和忽略是不一樣的只要信號被阻塞就不會遞達,而忽略是在遞達之後可選的一種處理動作。
信號在內核中的表示
每個信號都有兩個標誌位分別表示阻塞(block)和未決(pending),還有一個函數指針表示處理動作。信號產生時,內核在進程控制塊中設置該信號的未決標誌,直到信號遞達才清除該標誌
如果在進程解除對某信號的阻塞之前這種信號產生過多次,在Linux中常規信號在遞達之前產生多次只計一次,而實時信號在遞達之前產生多次可以依次放在一個隊列裏。每個信號只有一 個bit的未決標誌,非0即1,不記錄該信號產生了多少次,阻塞標誌也是這樣表示的。（blank是一種狀態，pending表示的是有無）未決和阻塞標誌可以用相同的數據類型sigset_t來存儲,sigset_t稱爲信號集,阻塞信號集也叫做當前進程的信號屏蔽字(Signal Mask),這裏的“屏蔽”應該理解爲阻塞而不是忽略。
②、信號集操作函數
#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);//初始化對應的信號集bit位爲0
int sigfillset(sigset_t *set);//初始化對象的信號集bit位爲1
int sigaddset(sigset_t *set, int signo);//添加有效信號
int sigdelset(sigset_t *set, int signo);//刪除有效信號
int sigismember(const sigset_t *set, int signo);//判斷一個信號集的有效信號中是否包含某種信號，包含返回1，不包含返回0。
③、sigprocmask
調用函數sigprocmask可以讀取或更改進程的信號屏蔽字(阻塞信號集)。
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset);成功則爲0，出錯則爲-1；
如果調用sigprocmask解除了對當前若干個未決信號的阻塞,則在sigprocmask返回前,至少將其中一個信號遞達.
how參數的含義
SIG_BLOCK set包含了我們希望添加到當前信號屏蔽字的信號，
SIG_UNBLOCK set包含了我們希望從當前信號屏蔽在字中解除阻塞的信號，
SIG_SETMASK 設置當前信號屏蔽字爲set所指向的值，
④、sigpending
int sigpending(sigset_t *set);
sigpending讀取當前進程的未決信號集,通過set參數傳出。調用成功則返回0,出錯則返回-1。
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用程序說明
1 #include<stdio.h>
2 #include<unistd.h>
3 #include<signal.h>
4 void printsigset(sigset_t* sig)
5 {
6 int i=0;
7 for(;i<31;i++)
8 {
9 if(sigismember(sig,i))//判斷指定信號是否在目標集合中
10 {
11 printf("1");
12 }
13 else
14 {
15 printf("0");
16 }
17 }
18 printf("\n");
19 }
20 int main()
21 {
22 sigset_t s,p;//定義信號集
23 sigemptyset(&s);//初始化
24 sigemptyset(&p);
25 sigaddset(&s,SIGINT);//設置信號ctrl+C
26 sigprocmask(SIG_BLOCK,&s,NULL);//設置阻塞信號集，阻塞 SIGINT信號
27 while(1)
28 {
29 sigpending(&p);//獲取未決信號集
30 printsigset(&p);
31 sleep(1);
32 }
33 return 0;
34 }
結果分析：
程序運行時,每秒鐘把各信號的未決狀態打印一遍,直到按Ctrl-C將會使SIGINT信號處於未決狀態,
五、捕捉信號
a.內核如何實現信號的捕捉
如果信號的處理動作是用戶自定義函數,在信號遞達時就調用這個函數,這稱爲捕捉信號，處理過程如下，舉例來說明
1. 用戶程序註冊了SIGQUIT信號的處理函數sighandler。
2. 當前正在執行main函數,這時發生中斷或異常切換到內核態。
3. 在中斷處理完畢後要返回用戶態的main函數之前檢查到有信號SIGQUIT遞達。
4. 內核決定返回用戶態後不是恢復main函數的上下文繼續執行,而是執行sighandler函 數,sighandler和main函數使用不同的堆棧空間,它們之間不存在調用和被調用的關係,是兩個獨立的控制流程。
5. sighandler函數返回後自動執行特殊的系統調用sigreturn再次進入內核態。
6. 如果沒有新的信號要遞達,這次再返回用戶態就是恢復main函數的上下文繼續執行了
**（先從用戶態—>內核態->返回用戶態之前檢查有信號遞達，返回用戶態處理信號->處理完成後再進入內核態->如果沒有新的信號遞達，返回用戶態恢復上下文繼續執行）
b.sigaction
int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact);
sigaction函數可以讀取和修改與指定信號相關聯的處理動作。調用成功則返回0,出錯則返回- 1
將sa_handler賦值爲常數SIG_IGN傳給sigaction表示忽略信號,賦值爲常數SIG_DFL表示執行系統默認動作,賦值爲一個函數指針表示用自定義函數捕捉信號,或者說向內核註冊了一個信號處理函 數,該函數返回值爲void,可以帶一個int參數,通過參數可以得知當前信號的編號,這樣就可以用同一個函數處理多種信號。顯然,這也是一個回調函數,不是被main函數調用,而是被系統所調用。
當某個信號的處理函數被調用時,內核自動將當前信號加入進程的信號屏蔽字,當信號處理函數返回時自動恢復原來的信號屏蔽字,這樣就保證了在處理某個信號時,如果這種信號再次產生,那麼它會被阻塞到當前處理結束爲止。
如果在調用信號處理函數時,除了當前信號被自動屏蔽之外,還希望自動屏蔽另外一些信號,則用sa_mask字段說明這些需要額外屏蔽的信號,當信號處理函數返回時自動恢復原來的信號屏蔽字。
c.pause
int pause(void);
pause函數使調用進程掛起直到有信號遞達。如果信號的處理動作是終止進程,則進程終止,pause函數沒有機會返回;如果信號的處理動作是忽略,則進程繼續處於掛起狀態,pause不返回;如果信號的處理動作是捕捉,則調用了信號處理函數之後pause返回-1,
用alarm和pause實現sleep(3)的函數
1 #include<stdio.h>
2 #include<unistd.h>
3 #include<signal.h>
4 void sig_alarm(int signo)
5 {
6 //do nothing
7 }
8 unsigned int my_sleep(unsigned int times)
9 {
10 struct sigaction new ,old;
11 unsigned int unslept=0;
12 new.sa_handler=sig_alarm;
13 sigemptyset(&new.sa_mask);
14 sigemptyset(&old.sa_mask);
15 new.sa_flags=0;
16 sigaction(SIGALRM,&new,&old);//註冊信號處理函數
17 alarm(times); //設置鬧鐘
18 pause();
19 unslept=alarm(0);//取消鬧鐘
20 sigaction(SIGALRM,&old,NULL);//恢復默認信號處理動作
21 return unslept;
22 }
23 int main()
24 {
25 while(1)
26 {
27 my_sleep(5);
28 printf("5 senconds pass\n");
29 }
30 return 0;
31 }六、可重入函數
當捕捉到信號時,不論進程的主控制流程當前執行到哪兒,都會先跳到信號處理函數中執行,從信號處理函數返回後再繼續執行主控制流程。信號處理函數是一個單獨的控制流程,因爲它和主控制流程是異步的,二者不存在調用和被調用的關係,並且使用不同的堆棧空間。引入了信號處理函數使得一個進程具有多個控制流程,如果這些控制流程訪問相同的全局資源(全局變量、硬件資源等),就有可能出現衝突。