進程信號介紹：

操作系統通過信號來通知進程系統中發生了某種預先規定好的事件（一組事件中的一個），它也是用戶進程之間通信和同步的一種原始機制。一個鍵盤中斷或者一個錯誤條件（比如進程試圖訪問它的虛擬記憶體中不存在的位置等）都有可能產生一個信號。Shell也使用信號向它的子進程發送作業控制信號

簡易來說，信號即是信號與操作系統的一種的溝通方式

信號的概念

信號是進程之間事件非同步通知的一種方式，屬於軟中斷。

信號

 kill -l命令可以查看信號

可以看到信號都有屬於自己的編號和巨集定義

• 1~31的信號為普通信號
• 34~64的信號為實時信號

註意：沒有 32、33信號

信號產生

• 1.通過終端按鍵產生信號
• 2.調用系統函數向進程發信號
• 3.由軟體條件產生信號
• 4.硬體異常產生信號

信號的處理不是立即執行的

假設你現在在做一件事情，這時候你的朋友叫你過去幫他做一件事情，這時候你去不了，因為你還在做自己手頭上的事情，優先順序更高，所以會選擇先做好這件事情再去幫忙。

非同步：即信號的發送不是同時的，有時候需要發送，而不是統一同時發送的。

因為信號產生是非同步的，當信號產生的時候，對應的進程，可能正在做更重要的事情，進程暫時不處理這個信號。

信號處理有三種方式：

• 1. 忽略此信號。
• 2. 執行該信號的預設處理動作。
• 3. 提供一個信號處理函數,要求內核在處理該信號時切換到用戶態執行這個處理函數,這種方式稱為捕捉 (Catch)一個信號。 自定義處理，由用戶提供

忽略信號是處理信號的方式，處理的方式是忽略

而阻塞信號，是不處理信號

忽略和阻塞要分清

進程信號的術語

• 遞達：進程執行信號的處理動作
• 信號未決：信號從產生到遞達之間的狀態
• 阻塞：進程可以對信號阻塞，被阻塞的信號處於未決狀態，直到進程解除信號的阻塞狀態，才可以遞達

signal函數

捕捉指定函數，並執行自定義函數

void handler(int signo)
  {
    cout<<"我是一個進程，剛剛獲取了一個信號："<<signo<<"cnt: "<<endl;
  }


int main()
{
  signal(2,handler);
  //捕捉2號信號，並執行handler函數


return 0;
}

註意：9號信號不允許被自定義捕捉

kill函數

給指定進程發送指定信號

kill(2,指定進程pid）;

失敗時返回-1

raise函數（信號）

給自己（該進程）發送指定信號

raise（2）

abort函數（）

abort

給該進程發送6號信號，並終止進程

6號信號可以被捕捉，但捕捉後，進程依舊結束

sigset_t

是用來表示信號集類型的

sigset_t bsig，obsig

創建兩個信號集

阻塞信號集也叫做當 前進程的信號屏蔽字(Signal Mask)

sigemptyset函數（&信號集）

初始化set所指向的信號集,使其中所有信號的對應bit清零,表示該信號集不包含 任何有 效信號。

sigfillset函數 （&信號集）

初始化set所指向的信號集,使其中所有信號的對應bit置位,表示 該信號集的有效信號包括系 統支持的所有信號。

sigaddset函數（&信號集，信號）

將指定信號添加到指定信號集中

sigpending函數（&信號集）

獲取正在送往進程中被阻塞的信號合集 並放入指定信號集中

sigismember（&信號集，信號）

sigismember是一個布爾函數,用於判斷一個信號集的有效信號中是否包含 某種 信號,若包含則返回1,不包含則返回0,出錯返回-1。

註意,在使用sigset_ t類型的變數之前,一定要調 用sigemptyset或sigfillset做初始化,使信號集處於確定的 狀態。初始化sigset_t變數之後就可以在調用sigaddset和sigdelset在該信號集中添加或刪除某種有效信

sigprocmask函數（操作，set，oset）

把set的信號集修改obset 

檢查或修改指定信號相關聯的處理動作 可同時兩種操作

有三種操作

• 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字中解除阻塞的信號
• SIG_SETMASK 設置當前信號屏蔽字為set所指向的值

進程崩潰的本質是該進程收到了異常信號

崩潰了不一定導致進程結束，可以捕獲

小結：

• 所有的信號產生，最終都要由OS來執行
• 信號處理不一定是立即處理，而是在合適的時候
• 信號不是被立即處理，是會被暫時記錄下來，記錄在進程PCB內
• 一個進程在沒有收到信號時，它知道遇到什麼信號，該做什麼反應
• OS向進程發信號，實際上向進程式控制制塊中,寫入信號數據。

信號在內核表示的示意圖

先看nending是否接收到信號，再看block是否要攔截，最後看handler的處理方式

剛纔我們提到，進程信號，不是立即處理的，而是會被暫時記錄下來，存儲在進程PCB中，處理是在合適的時候

那這個合適的時候是什麼？：當前進程從內核態切換回用戶態時，進行信號的檢測與處理

用戶態切換到內核態 原因

• 1系統調用
• 2進程切換

 內核級頁表 所有進程共用，只有一份

用戶級頁表 每一個進程都要一份 並且相互不同

無論進程怎麼切換，都可以找到內核的代碼和數據，前提要有許可權，當前進程如何具備許可權，訪問這個內核頁表，乃至訪問內核數據。

要進行身份切換

進程是用戶態，只能訪問用戶級頁表

 進程是內核態，能訪問用戶級頁表和內核級頁表

如何區分進程是用戶太和進程態

CPU內部都有對應的狀態寄存器CR3，有比特位表示當前進程的狀態。

0：內核態 3：用戶態

內核態具有更高許可權，可以訪問所以代碼

用戶態只能訪問自己的代碼

我們的程式，會無數次直接或間接的訪問系統級軟硬體資源（管理者是OS）本質上，你並沒有自己去操作這些軟硬體資源，而是必須通過OS->無數次陷入內核（1.切換身份 2.切換頁表）-》調用內核的代碼-》完成訪問的動作-》結果放回給用戶（1.切換身份 2.切換頁表）->得到結果

 這裡我們會發現，當有自定義捕捉時，為什麼操作系統還要把內核態切換回用戶態，執行完後，再返回內核態呢？內核態還有更高許可權，可以訪問所以代碼，這樣做豈不是多此一舉？首先我們要知道，自定義捕捉，是用戶提供的，你能保證用戶提供的代碼是安全嗎？如果是惡意代碼呢？並且內核態許可權高，用內核態的身份去執行這段不知道安全性的代碼，風險會不會無限大呢？所以這樣做其實是為了保護操作系統。

sigaction（信號，新動作，舊動作）捕獲信號，執行動作

struct sigaction act，oact 創建動作

act.sa_handler=handler:自定義動作

                         SIG_IGN:忽略

                         SIG_DFL:預設

act.sa_flays=0;預設為0;

當一個被捕捉的信號，在執行處理動作時，會自動屏蔽該信號，直到執行動作結束，才會把該信號從信號屏蔽字解開，若在執行動作時，還要把屏蔽其他時，可以 sigaddset(&act.sa_mask,信號） 會在執行這個信號遞達自動屏蔽指定信號

子進程退出時，暫停，繼續會自動發送SIGCHLD 17號信號