Linux信號
- 信號概述
- 信號的記錄與發送
- 信號的產生
- signal函式（自定義行為）
- 產生信號
- Core Dump
- 程式例外產生信號
- status（16位）
- ctrl+z信號
- 系統呼叫產生信號
- kill
- raise
- abort
- 軟體條件產生的信號
- alarm
- 信號的保存
- 修改位圖
- ①sigprocmask
- ②sigpending
- 信號的處理
- sigaction
- volatile關鍵字
信號概述
像上課鈴聲這種信號，我們識別接收后，知道該上課了，這是我們后天學習養成的默認意識
在行程收到信號后，它是知道該怎么做的 ，程式員內置了默認的處理行為
行程的運行跟信號的產生屬于異步關系:
1.行程不一定立刻去處理已經到來的信號
2.如果行程在處理優先級更高的事情，可以暫時不處理信號，等到合適的時候再處理，
3.會用某種方式記錄下已經到來的但沒處理的信號，以便在空閑的時候處理這些信號
異步：二者之間互不影響
同步：二者之間相互影響
處理信號的三種方式：
1.默認行為
2.提供信號處理函式，要求內核在處理該信號時切換到用戶態來執行這個處理函式，稱為捕捉信號
3.忽略
kill -l 查看信號
總共有62個信號（1-31普通信號，34-64實時信號）
信號的記錄與發送
信號是在行程的task_struct中記錄的，通過位圖來記錄是否產生信號
所以行程收到信號，本質是作業系統修改了行程中的信號位圖（只能是OS）
作業系統是軟硬體資源的管理者
信號的產生
signal函式（自定義行為）
示例：
ctrl c（2號信號） 
通過鍵盤輸入ctrl+c（2號信號）來給行程發送信號
ctrl c（鍵盤產生的信號）只能發送給前臺行程,一個命令后面加個&可以放到后臺運行,這樣Shell不必等待行程結束就可以接受新的命令,啟動新的行程，
可以用kill發送信號給后臺行程
并不是所有的信號都能捕捉，比如9號就不能（全部捕捉就意味著可能不能殺死行程）
產生信號
Core Dump
SIGINT（Term）的默認處理動作是終止行程
SIGQUIT（Core）的默認處理動作是終止行程并且Core Dump
用3號信號關掉行程的時候，會進行核心轉儲
查看系統當中的系統資源：ulimit - a
云服務器下的核心轉儲是默認關閉的（why：每次運行程式掛掉都會在磁盤產生不小的core.pid檔案）
我們把它打開：
再次運行程式向行程發出三號信號（Ctrl+\）
多產生一個core檔案,5865是發生核心轉儲的行程ID
核心轉儲:
代碼運行中出錯時，將行程記憶體中的核心資料轉儲到磁盤上，生成core.pid檔案
目的是為了除錯定位問題
程式例外產生信號
利用core檔案進行事后除錯除0例外
使用命令core-file core.pid 查看錯誤資訊
可以看到被8號信號（SIGFPE）終止，15行報錯
行程為什么會崩潰
程式崩潰的本質是收到了OS發送的信號
行程為什么會收到信號
當程式發生某種錯誤時,一定會在硬體層面上有所表現，進而被OS識別，向該行程發出信號
status（16位）
子行程正常退出：
子行程例外退出：
子行程收到8號信號，并且coredump為1，說明運行時程式崩潰時core dump了
ctrl+z信號
ctrl+z（20號信號）暫停行程，把行程放到后臺
jobs：查看后臺行程
fg 序號 將后臺恢復到前臺
系統呼叫產生信號
kill
模擬實作kill函式(利用命令列引數)
命令列引數：
將字串轉為int
可以看到通過命令列引數，在程式里面進行系統呼叫kill，依然產生了信號
raise
作用：自己給自己發信號
示例：
abort
abort函式使當前行程接收到信號而例外終止
特性：就像exit函式一樣,abort函式總是會成功的,所以沒有回傳值
示例：
軟體條件產生的信號
SIGPIPE是一種由軟體條件產生的信號
alarm
在傳入時間后，向行程發送14號信號
不像abort，捕獲后并沒有終止行程
每隔一秒列印遞增的count：
每次alarm發出信號捕獲后，有設定新的鬧鐘，就會一直列印
信號的保存
1.實際執行信號的處理動作稱為信號遞達
2.信號從產生到遞達之間的狀態,稱為信號未決
3.行程可以選擇阻塞某個信號
4.被阻塞的信號產生時將保持在未決狀態,直到行程解除對此信號的阻塞,才執行遞達的動作
收到信號后：
所以在阻塞時（1到31號信號）收到多次該信號只處理一次
修改位圖
sigset_t(信號集)
作用：用于描述行程的block位圖，pending位圖的信號集
#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);//清空
int sigfillset(sigset_t *set);// 全部置1
int sigaddset (sigset_t *set, int signo);//添加信號到信號集
int sigdelset(sigset_t *set, int signo);//洗掉信號到信號集
int sigismember（const sigset_t *set, int signo);//判斷信號是否存在
系統呼叫讓設定能夠修改PCB里面的內容：
①sigprocmask
sigprocmask可以讀取或更改行程的信號屏蔽字(阻塞信號集)
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset);
回傳值:若成功則為0,若出錯則為-1
how:如何修改當前信號集
| SIG_BLOCK | 添加set中的包含的信號到信號集 |
|---|---|
| SIG_UNBLOCK | 解除信號集中set所包含的信號 |
| SIG_SETMASK | 將set拷貝給當期阻塞信號集 |
set:用set信號集來修改當前阻塞信號集
oset：阻塞信號集會先備份到oset里面，是輸出型引數，方便恢復信號集
②sigpending
獲取當前行程的未決信號集,通過set引數傳出（輸出型引數），呼叫成功則回傳0,出錯則回傳-1
示例：
可以看出：先屏蔽了2號信號，想行程發送2號信號不會被遞達，pending對應位置修改為1
示例二：
先阻塞了2號信號,發送二號信號，pending修改,count==6時恢復了2號信號,2號信號遞達，執行捕捉代碼，最后信號執行完，對應pending修改為0
信號的處理
上面提到行程收到信號之后，不是立即處理信號，而是在合適的時候
這個合適的時候就是內核態切換回用戶態的時候
內核態通常執行OS代碼,權限優先級非常高
用戶態執行普通用戶的代碼的狀態，受OS的管理
自定義處理函式狀態切換4次
默認，忽略只切換了兩次
sigaction
int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact);
作用：自定義捕捉信號
類似于sigprocmask
struct sigaction:
sa_sigaction:處理實時信號的介面
sa_handler:捕捉執行的方法(如果設定成SIG_DFL表示執行系統默認動作)
sa_flags：通常設定為0
sa_mask:說明需要額外屏蔽的信號
當某個信號的處理函式被呼叫時,內核自動將當前信號加入行程的信號屏蔽字(自動添加到mask中),當信號處理函式回傳時自動恢復原來的信號屏蔽字
示例：
volatile關鍵字
讓以下代碼在優化級別-O3 下運行
加上volatile后
就會捕獲信號退出回圈
加入volatile后，不會將flag先置入暫存器，而是在讀取記憶體中的值到暫存器中再檢測
volatile的作用：保證了記憶體可見性
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