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[系统运维]Linux:进程信号


前言

本篇文章将介绍进程间信号的具体概念,也是对学习内容的一个总结。希望对大家有所帮助,如有什么意见或建议欢迎大家提出,一起交流!!!

一、信号的概念

进程间信号的概念在Linux的学习中也是个重点,我们使用命令启动一个前台进程后,常常会使用ctrl+c来结束一个进程。其实,进程退出的原因就是键盘输入产生一个硬件中断,被操作系统获取,解释成信号,发送给目标前台进程,前台进程因为收到信号,进而引起进程退出。
信号概念:信号是进程之间事件异步通知的一种方式,属于软中断。
在这里插入图片描述

二、信号的种类

用kill -l命令可以察看系统定义的信号列表,每个信号都有一个编号和一个宏定义名称,这些宏定义可以在signal.h中找到,可以使用man 7 signa查看信号的详细信息
在这里插入图片描述
①1~31号信号为非可靠信号(非实时信号),信号有可能会丢失
②34~64号信号为可靠信号(实时信号),信号不会丢失

三、信号的产生方式

①由终端按键产生
如:使用ctrl+c产生2号信号SIGINT的默认处理动作是终止进程;使用ctrl+ | 产生3号信号SIGQUIT的默认处理动作是终止进程并且产生Core Dump文件;使用ctrl+z产生的是20号信号,默认处理动作是暂停一个前台进程。

介绍一下Core Dump文件:当一个进程要异常终止时,可以选择把进程的用户空间内存数据全部 保存到磁盘上,文件名通常是core,这叫做Core Dump。进程异常终止通常是因为有Bug,比如非法内存访问导致段错误,事后可以用调试器检查core文件以查清错误原因,这叫做Post-mortem Debug(事后调试)。一个进程允许产生多大的core文件取决于进程的Resource Limit(这个信息保存 在PCB中)。默认是不允许产生core文件的,因为core文件中可能包含用户密码等敏感信息,不安全。在开发调试阶段可以用ulimit命令改变这个限制,允许产生core文件。
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信号的动作:
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②使用系统调用方式产生(软件方式产生)
使用kill函数
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参数pid表示想对哪个进程产生信号,sig为具体的信号
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使用raise函数:
raise函数为库函数,是封装了kill函数,谁调用给谁发信号。
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abort函数:发送的是6号信号
alarm函数:发送的是14号信号

四、信号的注册

1.从内核角度理解信号的注册

一个进程收到一个信号的过程称之为信号的注册。信号的注册和注销是两个独立的过程。信号的注册分两个过程,可靠信号的注册和非可靠信号的注册。
1.在操作系统内核PCB(struct task_struct结构体)中,有一个变量:“struct sigpending pending”
2.内核定义的结构体struct sigpending当中有两个变量:第一个是内核定义的双向链表,第二个是sigset_t signal,
3.sigset_t为一个结构体,结构体内部有一个变量,该变量为一个无符号长整型的数组unsigned long sig[NSIG_WORDS],信号注册的本质就是在使用sig数组,但并不是按照数组的方式在使用,而是使用位图的方式,某一个信号注册,就将该信号对应的比特位置为1,且sig数组的比特位远远大于62,剩下的比特位为保留位。

2.可靠信号与非可靠信号的注册

在这里插入图片描述

五、信号的注销

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六、信号的处理方式

1.默认处理方式
宏:SIG_DFL,在操作系统内核中已经定义好了
2.忽略处理方式
宏:SIG_IGN,收到信号忽略处理(进程即使收到信号也不会做任何事情)
如僵尸进程,子进程先于父进程退出,子进程在退出时回向父进程发送一个SIGCHILD信号,而父进程对这个信号忽略处理
3.自定义处理方式: ①需要用到signal函数
在这里插入图片描述
②用到sigaction函数
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七、信号的捕捉流程

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八、信号的阻塞

信号的阻塞,不会影响信号的注册,信号的阻塞指的是当准备处理信号时,会判断当前信号是否为阻塞,如果该信号为阻塞,则暂时不处理该信号。
内核当中除了sig位图还有block位图,block位图是定义在struct task_struct结构体当中的。sig位图的作用时当由信号注册时,就将sig位图当中的比特位置为1。block位图与之类似:
在这里插入图片描述
信号阻塞的接口:sigprocmask函数
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