信號是傳送給進(jìn)程的一種事件通知，生成信號的事件有三大類：

1.       程序錯誤：除零，非法內(nèi)存訪問…

2.       外部信號：終端Ctrl-C產(chǎn)生SGINT信號，定時器到期產(chǎn)生SIGALRM…

3.       顯示請求：kill函數(shù)允許進(jìn)程發(fā)送任何信號給其他進(jìn)程或進(jìn)程組。

信號生成既可以是同步的（信號與程序中的某個具體操作相關(guān)并在那個操作同時產(chǎn)生），也可以是異步的。通常程序錯誤生成信號為同步的，進(jìn)程顯式請求給自己的信號也是同步的。

外部事件總是異步的，來自其他進(jìn)程的顯示請求也是異步的。

信號發(fā)生時，我們可以告訴unix內(nèi)核采取下面三種動作中的任一種：

1.       忽略信號：大部分信號可被忽略，除SIGSTOP和SIGKILL信號外（這是超級用戶殺掉或停掉任意進(jìn)程的手段）。

2.       捕獲信號：注冊信號處理函數(shù)，它對產(chǎn)生的特定信號做處理。

3.       讓信號默認(rèn)動作起作用：unix內(nèi)核定義的默認(rèn)動作，有5種情況：

a)         流產(chǎn)abort：終止進(jìn)程并產(chǎn)生core文件。

b)        終止stop：終止進(jìn)程但不生成core文件。

c)         忽略：忽略信號。

d)        掛起suspend：掛起進(jìn)程。

e)         繼續(xù)continue：若進(jìn)程是掛起的，則resume進(jìn)程，否則忽略此信號。

任意時刻，進(jìn)程可以為信號指定動作。

信號處理涉及兩個過程，生成與交付。

信號生成出現(xiàn)在事件發(fā)生時，此時內(nèi)核檢查接收進(jìn)程的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)中記錄了信號的布局，懸掛信號集和處理動作。如果信號是要被忽略的，內(nèi)核不做任何動作就返回。否則，將此信號加入懸掛信號集合中。（懸掛信號集合通常用位串表示，每位對應(yīng)一個信號，內(nèi)核無法記錄同一信號的多個實(shí)例）。

       如果進(jìn)程處于可中斷的睡眠狀態(tài)，并且該信號非阻塞，內(nèi)核喚醒進(jìn)程。被喚醒進(jìn)程一旦運(yùn)行則在返回用戶態(tài)前優(yōu)先處理懸掛信號，當(dāng)有懸掛信號并且非阻塞時，內(nèi)核查看是否有處理句柄，如果沒有注冊句柄，則采取默認(rèn)動作（通常為終止進(jìn)程）。如果有句柄，則將此信號加入阻塞信號屏蔽中。

       最后內(nèi)核安排進(jìn)程返回到用戶態(tài)并執(zhí)行信號句柄，同時保證句柄執(zhí)行完時，進(jìn)程從被中斷處代碼執(zhí)行。

       由異步事件產(chǎn)生的信號可能在任一條指令后發(fā)生，當(dāng)信號句柄完成時，進(jìn)程從中斷之處起執(zhí)行。如果信號是在進(jìn)程處于系統(tǒng)調(diào)用期間到達(dá)的，內(nèi)核通常abort此系統(tǒng)調(diào)用并返回錯誤碼EINTR。

       進(jìn)程可以有選擇的阻塞信號交付，當(dāng)一個被阻塞的信號生成時，如果進(jìn)程指定的動作為默認(rèn)或者捕獲，則此信號一直懸掛于該進(jìn)程直到對此信號的阻塞放開，或者信號動作改為忽略。 系統(tǒng)對阻塞信號的判定是在信號交付時而非生成時，這樣可以允許進(jìn)程在信號被交付前改變信號動作。

       每個進(jìn)程有一個阻塞信號屏蔽，它定義當(dāng)前被阻塞交付的那些信號。可認(rèn)為它是一個位串，每位對應(yīng)一個信號。如果某信號對應(yīng)的位被設(shè)置，則該信號當(dāng)前阻塞，進(jìn)程可調(diào)用

sigprocmask函數(shù)來檢查或設(shè)置屏蔽。

 

程序錯誤類信號：默認(rèn)動作使進(jìn)程流產(chǎn)，產(chǎn)生core文件。

SIGABRT：   調(diào)用abort函數(shù)生成的信號。

SIGFPE：      浮點(diǎn)計(jì)算錯誤。

SIGILL：      非法指令錯誤。

SIGBUS/SIGSEGV： 硬件錯誤-非法地址訪問。

SIGEMT：    硬件錯誤

SIGSYS:       非法系統(tǒng)調(diào)用。

SIGTRAP：   硬件錯誤（通常為斷點(diǎn)指令）。

 

程序終止類信號：默認(rèn)動作使進(jìn)程終止，我們通常要處理這類信號，做一些清理工作，句柄函數(shù)應(yīng)在結(jié)束時為此信號指定默認(rèn)動作，然后再次生成該信號，使得程序終止。

SIGHUP：終端斷開連接時，生成此信號給控制進(jìn)程。

SIGINT：Ctrl-C或Delete按下時，由終端驅(qū)動生成，并發(fā)送給前臺進(jìn)程組中的所有進(jìn)程。

SIGKILL：使程序立即終止，不能被捕獲或忽略，也不能被阻塞。

SIGQUIT：Ctrl-\,如SIGINT，并且產(chǎn)生core。

SIGTERM：該信號使程序終止，但是可以阻塞、捕獲、忽略。

 

鬧鐘類信號：通知定時器到期，默認(rèn)動作是終止程序，但通常會設(shè)置句柄。

SIGALRM：alarm/setitimer函數(shù)設(shè)置定時到期后，會產(chǎn)生此信號。

SIGPROF：

SIGVTALRM：

 

I/O類信號：通知進(jìn)程在描述字上發(fā)生了感興趣事件，支持信號驅(qū)動IO。

SIGIO： fd準(zhǔn)備執(zhí)行輸入輸出時發(fā)送此信號。

SIGPOLL：異步I/O信號。

SIGURG：網(wǎng)絡(luò)收到帶外數(shù)據(jù)時可選擇生成此信號。

 

作業(yè)控制類信號：

SIGCHLD：   進(jìn)程終止或停止時會向其父進(jìn)程發(fā)送該信號，默認(rèn)動作為忽略。

SIGCONT:     使停止的進(jìn)程恢復(fù)運(yùn)行。

SIGSTOP:      停止進(jìn)程。

SIGTSTP/SIGTTIN/SIGTTOU:

 

操作錯誤類信號：默認(rèn)動作終止程序。

SIGPIPE：    管道破裂。

SIGXCPU/SIGXFSZ：

 

signal函數(shù)：

void (* signal(int sig, void (*func)(int)))(int);

sig指明是哪一種信號。

func指明動作：SIG_DFL， SIG_IGN，或者信號句柄地址。

當(dāng)信號發(fā)生時，如果func指向信號句柄，系統(tǒng)在將控制轉(zhuǎn)往句柄前，先將該信號動作置為DFL,或者阻塞該信號直到句柄完成。

Signal函數(shù)返回值指向前一次有效動作指針：SIG_DFL,SIG_IGN,或信號地址，這提供了恢復(fù)信號動作的機(jī)制。 如果signal調(diào)用出錯，返回SIG_ERR并設(shè)置errno。

 

進(jìn)程初啟時的信號動作：

fork:繼承父進(jìn)程的動作

exec:所有信號動作要么是忽略要么是默認(rèn)。

 

不可靠信號：

早期版本Unix中使用signal，每當(dāng)信號交付時，其動作總是由系統(tǒng)重置為默認(rèn)動作，因此為了使信號句柄執(zhí)行期間，仍能對同一信號后續(xù)做反應(yīng)，需要再次調(diào)用signal。

Catch_Signal(){

       // 如果第二次信號剛好在此時發(fā)生，將導(dǎo)致進(jìn)程終止core掉。

       signal(SIGQUIT,Catch_Signal);

}

Main(){                   

       signal(SIGQUIT, Catch_Signal);

       …

}

使用signal的另一個問題是，對于信號，進(jìn)程要么忽略，要么捕獲，無法在一段時間內(nèi)阻塞信號（推遲信號的交付），為了克服signal兼容性問題，現(xiàn)代unix均實(shí)現(xiàn)了POSIX定義的sigaction函數(shù)，該函數(shù)采用一個sigaction結(jié)構(gòu)，除定義信號交付時要采取的動作外，還包含其他一些動作控制信息。

sigaction還允許調(diào)用進(jìn)程檢測或指定與特定信號相關(guān)的動作。

int sigaction(int sig, const struct sigaction* act, struct sigaction* oact);

sig指定信號-除SIGKILL和SIGSTOP。

如果act為NULL，則不改變信號動作，只查詢當(dāng)前動作。

成功返回0，失敗則不安裝新信號動作，返回-1，設(shè)置errno。

struct sigaction{

       void （*sa_handler）(int);                        // 同signal的第二參數(shù)func。          

       void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t*, void*); // 僅當(dāng)flags設(shè)置SA_SIGINFO起作用。

       sigset_t sa_mask;    // 指明信號執(zhí)行期間要阻塞的一組信號，除此之外導(dǎo)致信號句柄執(zhí)

行的信號也自動阻塞，除非指定了SA_NODEFER。信號句柄正常返回時，屏蔽恢復(fù)到原先狀態(tài)。          

       int sa_flags;           //

}；

sa_flags是一個位串，可以通過或運(yùn)算生成。可設(shè)置下列標(biāo)志：

SA_NOCLDSTOP: 只對CHLD信號起作用，子進(jìn)程暫停時不發(fā)信號給父進(jìn)程。

SA_RESTART: 信號句柄返回時，自動恢復(fù)被該信號中斷的系統(tǒng)調(diào)用。否則該系統(tǒng)調(diào)用將中斷返回-1，并設(shè)置errno為EINTR。

SA_ONSTACK:

SA_RESETHAND：信號句柄入口，系統(tǒng)將重置信號動作為SIG_DFL.

SA_NODEFER:句柄執(zhí)行期間，不自動阻塞該信號。

SA_NOCLDWAIT:只對CHLD起作用，調(diào)用進(jìn)程的所有子進(jìn)程在終止時不會成為Zombe。這種情況下，父進(jìn)程無需要wait子進(jìn)程，并且子進(jìn)程終止也不向父進(jìn)程發(fā)SIGCHLD信號。

如果父進(jìn)程調(diào)用wait，將阻塞到所有子進(jìn)程終止，并返回-1，errno設(shè)為ECHILD.

SA_SIGINFO:如果未設(shè)置此標(biāo)志，則信號句柄原型為：

 void func(int signo);

如果設(shè)置此標(biāo)志，則句柄原型為：

void func(int signo, singinfo_t* info, void* context);

Info- 解釋信號生成的原因。

Context-信號被交付時所中斷進(jìn)程的上下文。

一旦用sigaction為特定信號建立了動作，該動作就一直保持，直到另一次調(diào)用sigaction，或者調(diào)用exec，或者因設(shè)置了SA_RESETHAND導(dǎo)致系統(tǒng)自動改變動作為默認(rèn)為止。

 

除了外部中斷產(chǎn)生信號外，程序可以顯式的調(diào)用raise函數(shù)給他自己發(fā)送信號，或調(diào)用kill向自己或其他進(jìn)程發(fā)送信號。

 

阻塞信號意味著保持該信號并推遲它的交付，可以防止程序中的關(guān)鍵代碼被信號中斷。

信號集操作：

int sigemptyset(sigset_t* set); // 清空信號集

int sigfillset(sigset_t* set);   // 包含所有信號集

sigaddset/sigdelset/sigismember;

sigprocmask用來檢測或改變調(diào)用進(jìn)程的信號屏蔽。

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

How: SIGBLOCK SIG_UNBLOCK   SIG_SETMASK

如果調(diào)用sigprocmask放開某個信號而導(dǎo)致任何懸掛信號被解除阻塞，則函數(shù)返回前，這些信號中至少有一個被交付。

檢查懸掛信號：int sigpending(sigset_t* set);

等待信號：int pause(void);

懸掛調(diào)用進(jìn)程直到有一個信號到達(dá)。僅當(dāng)句柄執(zhí)行并返回時，pause函數(shù)才返回：此時返回-1，并設(shè)置errno為EINTR。所有其他情況下pause不返回。

 

如果多個相同信號在信號句柄運(yùn)行前發(fā)給了進(jìn)程，則句柄只被運(yùn)行一次。換句話說，默認(rèn)情況下unix信號是非排隊(duì)的，只有當(dāng)實(shí)現(xiàn)支持實(shí)時信號并且sa_flags設(shè)置SA_SIGINFO時，由sigqueue生成的后續(xù)信號才排隊(duì)。

 

I/O執(zhí)行期間，有可能到達(dá)信號，此時有兩種情況：重新開始系統(tǒng)調(diào)用還是返回失敗.

早期unix特征為，進(jìn)程執(zhí)行慢系統(tǒng)調(diào)用期間捕獲信號時，該調(diào)用被中斷并設(shè)置errno為EINTR。現(xiàn)代unix增加了sa_flags選項(xiàng)SA_RESTART可對單個信號要求自動恢復(fù)被中斷的系統(tǒng)調(diào)用。

原則如下：如果進(jìn)程阻塞于慢系統(tǒng)調(diào)用，并且進(jìn)程捕獲信號且該信號句柄返回，系統(tǒng)調(diào)用可能返回EINTR。 雖然有些unix能自動恢復(fù)系統(tǒng)調(diào)用，但是為了兼容性，我們必須準(zhǔn)備慢系統(tǒng)調(diào)用返回EINTR，當(dāng)檢測到EINTR，要么重新開始系統(tǒng)調(diào)用，要么做其他處理。

Again：

       if (n=read(fd,buff, BUFSIZE) < 0) {

              if (errno ==EINTR)

                     goto Again;

              else

                     …}