在讲信号时，我们讲过信号是一种软中断，关于中断的话题我觉得值得用单独一篇博客来讲讲。
硬件中断：从操作系统开始
操作系统的运行本质就是靠中断来做到的，可见中断的重要性，中断分为硬件中断 ，时钟中断 ，软中断。
由外部设备触发的，中断操作系统运行流程，叫做硬件中断。我们通过一张图来解释中断是如何使操作系统运行起来的：
第一步 ：外部设备，诸如：键盘，磁盘等，它们的信息准备好，就会向中断控制器发送中断信号。
第二步：中断控制器也是一个硬件，它会汇总所有外设的中断请求，做出一些处理之后，向CPU发送通知，告诉CPU：有人请求中断啦！
第三步：CPU得知有中断，从中断控制器获取中断号（后面会用上），CPU 响应中断时，会先自动把当前程序的上下文（寄存器、程序计数器等）压入栈中保存，这就是 "保存现场"，处理完中断后再恢复。
第四步 ：CPU根据中断号，在中断向量表（操作系统初始化时就已经建立）中查找对应的中断方法并执行。
第五步：处理完毕后，CPU 恢复之前保存的现场，回到被打断的程序继续执行。
以上是一次硬件中断的过程，而操作系统在你的电脑开机时就会陷入一个死循环，循环地等待中断,然后处理中断，再恢复执行，这就是操作系统运行的底层逻辑。操作系统通过中断实现对所有硬件设备的调度和管理。
时钟中断
上述的硬件中断，是由硬件主动触发的，还有一种定期触发的中断叫做时钟中断，有一种美丽的说法把它叫做系统的 "心跳"。
时钟中断会强制 CPU 定期停下当前进程，让操作系统有机会切换到其他进程，实现并发执行，避免单个进程一直占用 CPU。本质是给进程分配时间片，我们可以把它看作一个计数器，当时间片耗尽，也就是计数器的数字减小到 0 时，进程终止。
你或许听说过：主频越快，CPU越快。会想到：主频是不是和时钟中断有关呢？
很遗憾，主频和时钟中断没有直接关系。但是CPU 主频决定了两次时钟中断之间，进程能真正执行多少指令：比如主频 3GHz 的 CPU，每秒可执行约 30 亿条指令；而常见的时钟中断频率为 100Hz（每 10ms 触发一次），在这 10ms 的时间片里，CPU 大约能执行 3000 万条指令。主频越高，同一段时间片内进程的实际运行效率越高，这就是为什么"主频越快，CPU越快"，但时钟中断本身会带来调度开销，因此中断频率也不是越高越好。
软中断
通过前面对中断的讲解，你想必已经发现中断和信号十分类似，因为信号本身就是一种中断。
而不管是硬件中断还是时钟中断，都是硬件设备触发的，而软中断可以因为软件原因触发。除了我们说过的信号是软中断，其实系统调用的本质也是触发软中断，之后CPU就会自动执行系统调用的处理方法，而这个方法会根据系统调用号，自动查表，执行对应的方法，所以，系统调用号的本质就是数组下标。
同为软中断，int 0x80 和 syscall 是软中断的底层指令，它们被成为 陷阱（主动触发） ，而除零/野指针这种叫做 异常（被动触发）。还记得之前学进程时就讲过的缺页中断吗，它也是异常的一种，所以缺页中断也叫做缺页异常。
信号捕捉过程的用户态和内核态转换
了解了中断的知识，我们现在可以讲讲一个信号是如何被捕捉的了。但在这之前，我们再补充两个概念：
用户态：程序的「平民身份」，权限受限，不能直接碰硬件、内核数据。
内核态：程序的「管理员身份」，拥有最高权限，能操作所有硬件和内存。
之所以要分两种状态，核心目的是保护系统的安全与稳定，因为如果随便一个程序都可以直接操作硬件/内核数据，是很危险的！
回到主要话题：信号被捕捉的过程是怎样的？
我们依然是先看图，再解释：
图中一个倒着的数字8，一条直线划分用户态 和内核态 ，直线和"8"的交点 就是切换一次，所以整个进程捕捉过程，会进行 4次 "态" 的切换。
然而除了这4个交点，还有一个数字"8"自己的交点，虽然标记为 检查pending表 的地方，但是实际上只在线第一次经过时检查，之所以把它标在这，是对其"关键性"的修饰。
起始点（用户态）：程序正常运行，在用户态执行代码。
第一次切换（用户态 → 内核态）：收到信号 / 系统调用，进入内核态处理中断 / 异常。
内核态处理（检查 pending 表）：内核检查进程的信号 pending 表，发现有需要处理的信号。
第二次切换（内核态 → 用户态）：为了执行用户注册的信号处理函数，切回用户态运行处理函数。
第三次切换（用户态 → 内核态）：信号处理函数执行完毕，触发返回机制，再次进入内核态收尾。
第四次切换（内核态 → 用户态）：内核恢复进程上下文，切回用户态，回到原来被打断的代码继续执行。