linux进程信号 ─── linux第27课

在 Linux 系统中，信号（Signals） 是一种进程间通信（IPC）机制，用于通知进程发生了某种事件或请求进程执行特定操作。

你怎么能识别信号呢？识别信号是内置的，进程识别信号，是内核程序员写的内置特性。

信号产⽣之后，进程知道怎么处理吗？知道。如果信号没有产生，你知道怎么处理信号吗？知道。所以，信号的处理方法，在信号产⽣之前，已经准备好了。

处理信号，立即处理吗？进程可能正在做优先级更高的事情，可能不会立即处理？什么时候？合适的时候。

信号到来 | 信号保存 | 信号处理

怎么进行信号处理啊？a.默认行为 b.忽略信号 c.⾃定义行为，后续都叫做信号捕捉。

前台进程和后台进程

./precess 在前台启动的前台进程关闭方法:ctrl+c 杀死前台进程
./process & 在后台启动的后台进程

两种关闭方法: 1.再启动一个窗口 ,查询process的pid ,使用kill -9 pid杀死进程process

2.首先启动时使用 nohup ./process & 是将process的输出写在在nohup.out文件中,但也是后台启动

之后使用 fg 1 (1 是process的作业号)是将process改为前台进程

最后使用ctrl +c

上面的ctrl+c 实际上是OS发送2号信号SIGINT给进程process ,2号信号是终止进程

ctrl+\ 是发送3号信号SIGQUIT ,也是终止进程

查看信号

cpp 复制代码

kill -l  //查看linux中的常见信号

1号信号到32号信号都是普通信号(我们要学的)

查看信号的具体作用

cpp 复制代码

man 7 signal    //查看信号手册

其中Core和Term都是退出

Core VS Trem

Trem是正常终止 进程（允许进程自行清理）

优雅终止（graceful termination）：通知进程自行清理资源后退出。
Core被称为核心转储，终止进程的同时生成了 core dump 文件（记录进程崩溃时的内存状态，用于后续调试）

但是云服务器默认关闭了这个功能，需要系统配置才能打开此功能。

打开Core file的方法

前面进程等待时，子进程的退出时的退出信息，[7]就是core dump标志

如果子进程退出是因为执行了core且core被打开，这个标志位会被置为1

使用Core file

当代码量太多了，找不到哪里出了问题 core file 可以帮助我们调试程序崩溃原因

使用Core file过程

1.先将core file文件打开

2.编译可执行程序时加上 -g

3.运行可执行程序，结果崩了

4.使用gdb调试
cpp 复制代码
gdb 可执行程序名称
5.在gdb中输入 core-file core文件名

信号捕捉和更改信号的处理动作

信号也可以被捕捉,使用系统调用signal

signal只需要设置一次 ,但凡有对应的信号输入就会被捕捉到.

捕捉到对应信号后 , 会执行第二个参数的方法,相当于改变了原先信号的执行方法

31个信号中 ,有几个信号无法被捕捉如:9号信号

cpp 复制代码

NAME
 signal - ANSI C signal handling

SYNOPSIS
     #include <signal.h>
     typedef void (*sighandler_t)(int);
     sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

参数说明：
    signum：信号编号
    handler：函数指针，表⽰更改信号的处理动作，当收到对应的信号，就回调执⾏handler⽅法

signal函数仅仅是设置了特定信号的捕捉行为处理方式，并不是直接调用处理动作。如果后续特定信号没有产生，设置的捕捉函数永远也不会被调⽤！！

前台进程在运⾏过程中⽤⼾随时可能按下 Ctrl-C ⽽产⽣⼀个信号,也就是说该进程的⽤⼾空间代码执⾏到任何地⽅都有可能收到 SIGINT 信号⽽终⽌,所以信号相对于进程的控制流程来说是异步(Asynchronous)的。

使用信号捕捉,验证上面ctrl+c OS是发送的信号是2号信号

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

void handler(int signum)
{
    std::cout << "我是" << getpid() << "捕捉到信号:" << signum << std::endl;
}

int main()
{
    ::signal(2,handler);     //signal设置一次即可
    while (true)
    {
        std::cout << "hello linux signal" << std::endl;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

信号的发送和接受

一切信号都是由OS发送给进程因为OS是进程的唯一管理者

信号的接受方都是进程

常见信号有31个 ,进程的PCB中有一个位图,进程收到n号信号就将第n位位图由0置1 ,且进程还有一个信号函数指针数组,

两者对应关系: 第n信号的执行方法 = 信号函数指针数组[n-1]

信号的产生

1.键盘输入产生信号

例如:ctrl+c 就是从键盘产生2号信号 ,OS将信号发送给进程

问题: 但是OS怎么知道键盘输入数据了?

硬件中断

硬件中断（Hardware Interrupt） 是由硬件设备触发、通过硬件电路实现的机制，但其处理过程需要软件（操作系统内核）配合

硬件中断: 键盘被按下后 ,键盘发送了硬件中断给CPU ,CPU收到后会通知OS向键盘拷贝键盘数据

2.系统指令产生信号

cpp 复制代码

kill -9 pid   //产生了9号信号

3.系统调用产生信号

能发信号的系统调用 kill raise abort

kill不仅仅是指令 ,也是系统调用

raise 给调用此系统调用的进程发信号相当于 kill (getpid() , signo)

abort 给进程发送6号信号相当于 kill(getpid() ,6)

abort() 函数会向当前调用进程 发送 SIGABRT 信号（6号信号），默认行为是终止进程并生成核心转储（core dump）

4.软件条件产生信号

eg: 管道读端关闭 ,就产生13号信号 ,由OS发送给写端进程,杀死写端进程

eg: alarm 闹钟时间到了 ,OS发送14号进程给调用alarm的程序

alarm() 是 Linux/Unix 系统中的一个系统调用，用于设置一个定时器，在指定的秒数后向当前进程发送 SIGALRM（14号信号）。默认情况下，SIGALRM 会终止进程，但可以通过信号处理函数自定义行为。

返回值：

返回之前定时器的剩余时间 ,响了返回0,没响返回剩余几秒

alarm(0)是取消闹钟 ,返回值是剩余几秒

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>


int number = 0;

void die(int signumber)
{
    printf("get a sig : %d, count : %d\n", signumber, number);
    exit(0);
}

int main()
{
    // 统计我的服务器1S可以将计数器累加多少！
    alarm(1); // 我自己，会在1S之后收到一个SIGALRM信号

    signal(SIGALRM, die);

    while (true)
    {
        number++;
    
    }


}

执行结果

取消闹钟 alarm(0)

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>


int number = 0;

void die(int signumber)
{
    printf("get a sig : %d, count : %d\n", signumber, number);
    exit(0);
}

int main()
{
    // 统计我的服务器1S可以将计数器累加多少！
    alarm(10); // 我自己，会在10S之后收到一个SIGALRM信号

    sleep(4);

    int n = alarm(0); // 0:取消闹钟
    std::cout << "n : " << n << std::endl;

    signal(SIGALRM, die);

    while (true)
    {
        number++;
    }

   
}

这里已经取消闹钟,进程不会收到14号信号,会一直执行

5.异常产生信号

野指针访问 /=0操作都会引发信号的产生

下面演示/=0导致异常发送信号
cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include<vector>
#include<functional>

void handler(int signum)
{
    std::cout << "我是" << getpid() << "捕捉到信号:" << signum << std::endl;
}

int main()
{
    signal(8 ,handler);
    int a =10;
    a/= 0;
    while(true);
}
这个执行结果为什么是死循环?

上面的代码,将8号信号捕捉了,自定义的行为也没有退出进程 ,进程还在继续 ,为什么一直打印呢?

因为有众多其他进程等着执行 ,此进程时间片结束后OS将此进程在cpu寄存器上的信息记录切换其它进程 ,等OS把这个进程切回来一看 ,cpu中的寄存器还是溢出状态就还发送8号信号,一直如此

信号保存

知识补充：