進(jìn)程間通信之：信號(hào)

作者：時(shí)間：2013-09-13 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/257126.htm

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(hù)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(lái)通知用戶(hù)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(wú)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(lái)，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(chēng)，而信號(hào)值在32以后的都是用“SIGRTMIN”或“SIGRTMAX”開(kāi)頭的，這就是兩類(lèi)典型的信號(hào)。前者是從UNIX系統(tǒng)中繼承下來(lái)的信號(hào)，為不可靠信號(hào)（也稱(chēng)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(wèn)題而進(jìn)行了更改和擴(kuò)充的信號(hào)，稱(chēng)為“可靠信號(hào)”（也稱(chēng)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(lái)刻畫(huà)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(xiāo)、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(hù)進(jìn)程來(lái)完成，故在此沒(méi)有明確畫(huà)出。

圖8.6信號(hào)生命周期

一個(gè)不可靠信號(hào)的處理過(guò)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(xiāo)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)。

注意	這里信號(hào)的產(chǎn)生、注冊(cè)和注銷(xiāo)等是指信號(hào)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制，而不是調(diào)用信號(hào)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)。因此，信號(hào)注冊(cè)與否，與本節(jié)后面講到的發(fā)送信號(hào)函數(shù)（如kill()等）以及信號(hào)安裝函數(shù)（如signal()等）無(wú)關(guān)，只與信號(hào)值有關(guān)。

用戶(hù)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(jiàn)信號(hào)的含義及其默認(rèn)操作。

表8.6 常見(jiàn)信號(hào)的含義及其默認(rèn)操作

信號(hào)名	含義	默認(rèn)操作
SIGHUP	該信號(hào)在用戶(hù)終端連接（正?；蚍钦＃┙Y(jié)束時(shí)發(fā)出，通常是在終端的控制進(jìn)程結(jié)束時(shí)，通知同一會(huì)話(huà)內(nèi)的各個(gè)作業(yè)與控制終端不再關(guān)聯(lián)	終止
SIGINT	該信號(hào)在用戶(hù)鍵入INTR字符（通常是Ctrl-C）時(shí)發(fā)出，終端驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送此信號(hào)并送到前臺(tái)進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程	終止
SIGQUIT	該信號(hào)和SIGINT類(lèi)似，但由QUIT字符（通常是Ctrl-）來(lái)控制	終止
SIGILL	該信號(hào)在一個(gè)進(jìn)程企圖執(zhí)行一條非法指令時(shí)（可執(zhí)行文件本身出現(xiàn)錯(cuò)誤，或者試圖執(zhí)行數(shù)據(jù)段、堆棧溢出時(shí)）發(fā)出	終止
SIGFPE	該信號(hào)在發(fā)生致命的算術(shù)運(yùn)算錯(cuò)誤時(shí)發(fā)出。這里不僅包括浮點(diǎn)運(yùn)算錯(cuò)誤，還包括溢出及除數(shù)為0等其他所有的算術(shù)錯(cuò)誤	終止
SIGKILL	該信號(hào)用來(lái)立即結(jié)束程序的運(yùn)行，并且不能被阻塞、處理或忽略	終止
SIGALRM	該信號(hào)當(dāng)一個(gè)定時(shí)器到時(shí)的時(shí)候發(fā)出	終止
SIGSTOP	該信號(hào)用于暫停一個(gè)進(jìn)程，且不能被阻塞、處理或忽略	暫停進(jìn)程
SIGTSTP	該信號(hào)用于交互停止進(jìn)程，用戶(hù)鍵入SUSP字符時(shí)（通常是Ctrl+Z）發(fā)出這個(gè)信號(hào)	停止進(jìn)程
SIGCHLD	子進(jìn)程改變狀態(tài)時(shí)，父進(jìn)程會(huì)收到這個(gè)信號(hào)	忽略
SIGABORT	進(jìn)程異常終止時(shí)發(fā)出