信號: 產生->保存->處理

一、預備知識

信號vs信號量->沒有任何關系

什么叫做信號？

中斷我們正在做的事情，是一種事件的異步通知機制。

同步和異步理解：

同步指事件發生具有一定的順序性（如命名管道中服務端讀方式打開會阻塞，直到客戶端的寫入打開），異步指事情發生沒有順序性（如共享內存的讀取和寫入沒有順序性）。

信號的產生相對于進程的運行是異步的。

信號是發送給進程的。

基本結論：

1.信號處理，進程在信號沒有產生的時候，早就知道信號該如何處理了。

2.信號的處理，不是立即處理，而是可以等一會在處理，合適的時候，進行信號的處理。

3.人能識別信號，是被“提前教育”過的，進程也是如此，OS程序員設計的進程，進程早已內置對于信號的識別和處理方式。

4.信號源非常多->給進程產生信號的，信號源，也非常多。

SIGINT：鍵盤產生信號。

收到信號，處理信號（進程收到信號，合適的時候處理信號）：

1.默認處理動作

2.自定義信號處理動作

3.忽略處理

自定義捕捉系統調用：

sighandler_t 實質上等同于void(*)(int)

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

參數：

signum：信號編號

handler: 自定義的信號處理方式，當收到對應的信號，就回調執行handler方法。

返回值：成功返回handler，失敗返回SIG_ERR（一個宏，通常定義為 (void (*)(int))-1，表示一個無效的函數指針），錯誤碼被設置。

二、信號的產生

1.鍵盤產生信號

ctrl+C向前臺進程發送2號信號。

相當一部分信號的處理動作就是讓自己終止。

前臺進程和后臺進程：

./xxx 前臺進程 ->鍵盤產生的信號，只能發送給前臺進程。

./xxx & 后臺進程

前臺進程只能有一個，本質上前臺進程就是要從標準輸入獲取數據的。

后臺進程可以有多個。

前后臺移動命令：

jobs-l 查看當前終端會話中通過?&?或?Ctrl+Z?掛起的后臺任務
fg 任務號? 特定的進程，提到前臺
ctrl+z 進程切換到后臺，并且暫停

bg 任務號? 讓指定的后臺進程進行回復運行

什么叫做給進程發送信號？
信號產生之后，不是立即處理的，所以要求進程把信號記錄下來。

發送信號本質：向目標進程寫信號，修改位圖！

信號記錄在task_struct中，是一個位圖結構->屬于操作系統的數據結構對象->修改位圖本質就是修改內核的數據->不管信號怎么產生，發送信號，在底層，必須讓OS發送。

特別注意：不是所有信號都能被自定義捕捉。

2.系統調用產生信號

int kill(pid_t pid, int sig);? ? //給目標進程發送信號

raise給自己發送信號，abort給自己進程發送終止信號（發送6號新號，要求進程必須處理，默認終止）。

3.系統指令kill產生信號

4.產生信號的方式（硬件異常）

常見的硬件異常：

除0，野指針。

信號全部都是操作系統發送的！

操作系統怎么知道犯錯了？->操作系統是軟硬件資源的管理者->CPU，寄存器，狀態寄存器（標志寄存器：EFLAGS）可以判斷溢出

野指針異常->cpu里的MMU將虛擬地址轉化成物理地址失敗了->硬件報錯

5.產生信號的方式---軟件條件

進程--管道--進程，在匿名管道，如果讀端關閉，寫端繼續，操作系統就會發送SIGPIPE信號來終止寫端進程，OS不做沒有意義的事情。

調用alarm函數可以設定?個鬧鐘,也就是告訴內核在 seconds 秒之后給當前進程發SIGALRM 信號，該信號的默認處理動作是終止當前進程。

這個函數的返回值是0或者是以前設定的鬧鐘時間還余下的秒數。

例如：alarm(5)->過5秒終止，返回值是0

alarm(5)->過3秒，設alarm(10)->過10秒終止了，返回值為2，即以前設定鬧鐘剩余的秒數

pause函數作用：暫停，等待信號到來，直到信號處理動作結束，pause函數才會返回。

操作系統本質：死循環pause，等待信號到來，每隔一段時間，CPU向操作系統發送硬件中斷。

如何理解鬧鐘：

時間片本質就是一個計數器。

鬧鐘理解：鬧鐘的結構里存有過期時間，組織方式可以理解成最小堆，將當前操作系統記錄的時間戳與鬧鐘堆頂的時間戳進行比較，如果堆頂的時間戳大于等于操作系統當前記錄的，就向對應的進程發送SIGALRM信號，同時把堆頂刪除。