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【Linux 信号】信号的产生方式、信号的捕捉的全过程

news 2025/6/26 17:44:10

信号的处理方式是远远比信号的产生

当闹钟响了就知道时间到了，说明对应信号处理方法比信号产生更早

操作系统的信号处理方法在编写操作系统的时候就已经编写好了

signal函数

1.1所有的信号

1.2 signal函数的概念和简单使用

捕捉信号就是自定义对应的信号的处理方法

9号信号杀死进程；不可以被捕捉，因为如果被捕捉，那么对应进程就是无敌的不能被杀死

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>void headler(int signo)
{printf("signal NO.%d change\n"，signo);
}
int main()
{signal(2,headler);//函数名不加（）就是一个函数指针while(1){printf("hello world  pid: %d\n",getpid());sleep(1);}return 0;
}

执行结果：ctrl+c发送二号信号，二号信号默认是终止进程

2.信号的产生方式

2.1.键盘产生

Ctrl+c 2号信号
Ctrl+\ 3号信号
Ctrl+z 20号信号

给对应进程发对应信号，命令格式：kill -信号编号进程的pid

2.2程序奔溃，OS给进程发信号

代码中有一个除零错误

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
void headler(int signo)
{printf("signal NO.%d change\n",signo);
}
int main()
{int i=1;while(i<=31){//捕获“”所有”信号signal(i,headler);i++;}int tem=10;//除零错误tem/=0;return 0;
}

执行错误：会发送一个8号信号

2.3.系统调用

kill：给任意一个进程发任意信号

raise：给当前进程发信号

2.4软件条件

概念：通过某种软件(OS),来触发信号的发送，定时器或者某种操作达到条件不就绪等这样等场景，来触发信号发送；

定时器或者某种操作达到条件不就绪：比如管道的读端不写且关闭读端，那么就会向写端发送SIGPIPE信号

2.alarm定时器

2.4.1.可以使用alarm证明CPU的计算速度远大于打印的速度

1s中count计算打印了多少次；

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>int main()
{int count=0;alarm(1);while(1){count++;printf("count: %d\n",count);}return 0;
}

1s中count计算会有多少次

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
int count=0;
void handler(int signo)
{printf("count: %d\n",count);
}int main()
{alarm(1);signal(14,handler);while(1){count++;}return 0;
}

执行结果：可以证明CUP计算速度远大于打印速度

3.OS如何识别信号

实际执行信号的处理动作称为信号递达(Delivery) ；

信号从产生到递达之间的状态,称为信号未决(Pending)；(接受到信号了，但是还没有处理)

进程可以选择阻塞 (Block )某个信号；(保持这个信号为未决)

识别信号

先看block位图（也叫信号屏蔽字）是否被阻塞；

如果没有阻塞再看pending位图是否接收到信号；

如果接收到信号再看handler函数指针数组按SIG_DFL(默认)、SIG_IGN(忽略)、具体的函数指针就是自定义执行

4.信号集操作函数

4.1.sigset_t的接口

sigset_t是一个位图结构

#include<signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);//初始化对象，全为设为为0
int sigfillset(sigset_t *set);//把所有信号置为1
int sigaddset (sigset_t *set, int signo);//把几号信号为1
int sigdelset(sigset_t *set, int signo);//把几号信号为0
int sigismember（const sigset_t *set, int signo); //判断是否有几号信号，返回真1假0

4.2.sigprocmask

调用函数sigprocmask可以读取或更改进程的信号屏蔽字(阻塞信号集)。

#include<signall.h>
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset); 返回值:若成功则为0,若出错则为-1

4.3.sigpending

#include<signal.h>
sigpending(sigset_t* set);
读取当前进程的未决信号集

4.4.简单使用

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>void show(sigset_t* set)
{int i=1;while(i<32){if(sigismember(set,i))//信号为1则为真printf("1");elseprintf("0");i++;}printf("\n");
}
int main()
{sigset_t iset,pending;sigemptyset(&iset);//初始化sigaddset(&iset,2);//添加2号信号sigprocmask(SIG_SETMASK,&iset,NULL);//把信号屏蔽字改为isetwhile(1){sigemptyset(&pending);//初始化sigpending(&pending);//获取pending位图show(&pending);sleep(1);}return 0;
}

执行结果:屏蔽了2号信号，2号信号是未决的

5.信号的捕捉的全过程和信号的处理时机

信号的处理时机：从内核态返回到用户态，做信号的检测并处理；

6.volatile

volatile:告诉编译器，不要优化被volatile修饰的变量

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{const int t=10;int* p=const_cast<int*>(&t);*p=20;printf("t: %d\n",t);printf("*p: %d\n",*p);return 0;
}

执行结果：t被const修饰，编译器去t的值不会取内存中取

volatile const int t=10;//既可以解决

7.SIGCHLD信号

SIGCHLD：当子进程退出会给父进程发17号信号SIGCHLD

#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<iostream>
using namespace std;
void handler(int signo)
{cout<<signo<<endl;cout<<getpid()<<endl;
}
int main()
{signal(SIGCHLD,handler);if(fork()==0){int cnt=5;while(cnt){cout<<"I am child process, "<<getpid()<<endl;cnt--;sleep(1);}return 0;}while(1);
}