進(jìn)程間通信之：信號(hào)

8.3信號(hào)

8.3.1信號(hào)概述

信號(hào)是UNIX中所使用的進(jìn)程通信的一種最古老的方法。它是在軟件層次上對(duì)中斷機(jī)制的一種模擬，是一種異步通信方式。信號(hào)可以直接進(jìn)行用戶空間進(jìn)程和內(nèi)核進(jìn)程之間的交互，內(nèi)核進(jìn)程也可以利用它來通知用戶空間進(jìn)程發(fā)生了哪些系統(tǒng)事件。它可以在任何時(shí)候發(fā)給某一進(jìn)程，而無需知道該進(jìn)程的狀態(tài)。如果該進(jìn)程當(dāng)前并未處于執(zhí)行態(tài)，則該信號(hào)就由內(nèi)核保存起來，直到該進(jìn)程恢復(fù)執(zhí)行再傳遞給它為止；如果一個(gè)信號(hào)被進(jìn)程設(shè)置為阻塞，則該信號(hào)的傳遞被延遲，直到其阻塞被取消時(shí)才被傳遞給進(jìn)程。

在第2章kill命令中曾講解到“−l”選項(xiàng)，這個(gè)選項(xiàng)可以列出該系統(tǒng)所支持的所有信號(hào)的列表。在筆者的系統(tǒng)中，信號(hào)值在32之前的則有不同的名稱，而信號(hào)值在32以后的都是用“SIGRTMIN”或“SIGRTMAX”開頭的，這就是兩類典型的信號(hào)。前者是從UNIX系統(tǒng)中繼承下來的信號(hào)，為不可靠信號(hào)（也稱為非實(shí)時(shí)信號(hào)）；后者是為了解決前面“不可靠信號(hào)”的問題而進(jìn)行了更改和擴(kuò)充的信號(hào)，稱為“可靠信號(hào)”（也稱為實(shí)時(shí)信號(hào)）。那么為什么之前的信號(hào)不可靠呢？這里首先要介紹一下信號(hào)的生命周期。

一個(gè)完整的信號(hào)生命周期可以分為3個(gè)重要階段，這3個(gè)階段由4個(gè)重要事件來刻畫的：信號(hào)產(chǎn)生、信號(hào)在進(jìn)程中注冊(cè)、信號(hào)在進(jìn)程中注銷、執(zhí)行信號(hào)處理函數(shù)，如圖8.6所示。相鄰兩個(gè)事件的時(shí)間間隔構(gòu)成信號(hào)生命周期的一個(gè)階段。要注意這里的信號(hào)處理有多種方式，一般是由內(nèi)核完成的，當(dāng)然也可以由用戶進(jìn)程來完成，故在此沒有明確畫出。

圖8.6信號(hào)生命周期

一個(gè)不可靠信號(hào)的處理過程是這樣的：如果發(fā)現(xiàn)該信號(hào)已經(jīng)在進(jìn)程中注冊(cè)，那么就忽略該信號(hào)。因此，若前一個(gè)信號(hào)還未注銷又產(chǎn)生了相同的信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)丟失。而當(dāng)可靠信號(hào)發(fā)送給一個(gè)進(jìn)程時(shí)，不管該信號(hào)是否已經(jīng)在進(jìn)程中注冊(cè)，都會(huì)被再注冊(cè)一次，因此信號(hào)就不會(huì)丟失。所有可靠信號(hào)都支持排隊(duì)，而所有不可靠信號(hào)都不支持排隊(duì)。

用戶進(jìn)程對(duì)信號(hào)的響應(yīng)可以有3種方式。

n 忽略信號(hào)，即對(duì)信號(hào)不做任何處理，但是有兩個(gè)信號(hào)不能忽略，即SIGKILL及SIGSTOP。

n 捕捉信號(hào)，定義信號(hào)處理函數(shù)，當(dāng)信號(hào)發(fā)生時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的自定義處理函數(shù)。

n 執(zhí)行缺省操作，Linux對(duì)每種信號(hào)都規(guī)定了默認(rèn)操作。

Linux中的大多數(shù)信號(hào)是提供給內(nèi)核的，表8.6列出了Linux中最為常見信號(hào)的含義及其默認(rèn)操作。

表8.6 常見信號(hào)的含義及其默認(rèn)操作