進(jìn)程間通信之：信號

8.3信號

8.3.1信號概述

信號是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中斷機(jī)制的一種模擬，是一種異步通信方式。信號可以直接進(jìn)行用戶空間進(jìn)程和內(nèi)核進(jìn)程之間的交互，內(nèi)核進(jìn)程也可以利用它來通知用戶空間進(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)，則該信號就由內(nèi)核保存起來，直到該進(jìn)程恢復(fù)執(zhí)行再傳遞給它為止；如果一個(gè)信號被進(jìn)程設(shè)置為阻塞，則該信號的傳遞被延遲，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)所支持的所有信號的列表。在筆者的系統(tǒng)中，信號值在32之前的則有不同的名稱，而信號值在32以后的都是用“SIGRTMIN”或“SIGRTMAX”開頭的，這就是兩類典型的信號。前者是從UNIX系統(tǒng)中繼承下來的信號，為不可靠信號（也稱為非實(shí)時(shí)信號）；后者是為了解決前面“不可靠信號”的問題而進(jìn)行了更改和擴(kuò)充的信號，稱為“可靠信號”（也稱為實(shí)時(shí)信號）。那么為什么之前的信號不可靠呢？這里首先要介紹一下信號的生命周期。

一個(gè)完整的信號生命周期可以分為3個(gè)重要階段，這3個(gè)階段由4個(gè)重要事件來刻畫的：信號產(chǎn)生、信號在進(jìn)程中注冊、信號在進(jìn)程中注銷、執(zhí)行信號處理函數(shù)，如圖8.6所示。相鄰兩個(gè)事件的時(shí)間間隔構(gòu)成信號生命周期的一個(gè)階段。要注意這里的信號處理有多種方式，一般是由內(nèi)核完成的，當(dāng)然也可以由用戶進(jìn)程來完成，故在此沒有明確畫出。

圖8.6信號生命周期

一個(gè)不可靠信號的處理過程是這樣的：如果發(fā)現(xiàn)該信號已經(jīng)在進(jìn)程中注冊，那么就忽略該信號。因此，若前一個(gè)信號還未注銷又產(chǎn)生了相同的信號就會產(chǎn)生信號丟失。而當(dāng)可靠信號發(fā)送給一個(gè)進(jìn)程時(shí)，不管該信號是否已經(jīng)在進(jìn)程中注冊，都會被再注冊一次，因此信號就不會丟失。所有可靠信號都支持排隊(duì)，而所有不可靠信號都不支持排隊(duì)。

用戶進(jìn)程對信號的響應(yīng)可以有3種方式。

n 忽略信號，即對信號不做任何處理，但是有兩個(gè)信號不能忽略，即SIGKILL及SIGSTOP。

n 捕捉信號，定義信號處理函數(shù)，當(dāng)信號發(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對每種信號都規(guī)定了默認(rèn)操作。

Linux中的大多數(shù)信號是提供給內(nèi)核的，表8.6列出了Linux中最為常見信號的含義及其默認(rèn)操作。

表8.6 常見信號的含義及其默認(rèn)操作