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【Linux复习】:进程信号

news 2026/6/8 19:42:36

进程信号

信号概念与本质

信号是软件中断，用来异步通知进程某个事件已发生。
会打断进程当前执行流程，让它转去处理信号。
进程对每个信号都有默认处理方式：忽略、捕获、终止、 core dump 等。
内核在进程的 task_struct 里，用 ** 信号位图（pending 信号集）** 标记 “有信号到达”，

信号种类

非可靠信号
1-31
支持信号丢失：多个相同信号同时发来，可能只触发一次
不排队，只标记 “有 / 没有”
可靠信号
34-64
支持排队，发多少次就处理多少次，不会丢失
有优先级，值越大优先级越高

信号生命周期

信号的产生

本质：操作系统给进程发送一个 “事件通知”
硬件来源
键盘：Ctrl+C→SIGINT、Ctrl+\→SIGQUIT
硬件异常：除零、非法内存访问 → OS 发 SIGFPE、SIGSEGV
软件来源
系统调用：kill、raise、abort
软件条件：alarm 超时 → SIGALRM；管道破裂 → SIGPIPE

信号在进程中注册

信号的处理

三种处理方式

默认处理（SIG_DFL）
终止、暂停、忽略、Core Dump 等
忽略处理（SIG_IGN）
直接丢掉，不做任何事
自定义捕捉

typedefvoid(*sighandler_t)(int);

自己写函数，信号来时跳转执行
修改处理方式的接口
signal

signal(SIGINT,handler);

signaction

structsigactionact;act.sa_handler=handler;sigemptyset(&act.sa_mask);sigaction(SIGINT,&act,NULL);

用户态 ↔ 内核态切换
用户态：受限，只能访问自己资源
内核态：高权限，可管理硬件、进程、信号
信号处理流程：
用户态运行 → 收到信号 → 陷入内核 → 选择处理函数 → 切回用户态执行自定义函数 → 再回内核 → 恢复原执行流

信号的保存

信号递达：信号准备被处理，处理方式有：默认，忽略，自定义
信号未决：信号传输成功但还未处理这个状态
信号阻塞：表示信号被阻塞，信号不会被识别
blocked 位图：阻塞信号集
pending 位图：未决信号集
handler:递达信号集

信号的阻塞

原理
在内核的 blocked 信号位图中标记对应位为 1
→ 该信号暂时不被处理，一直停留在 pending
实现接口

sigprocmask(how,&set,&oldset);

可设置：阻塞、解阻塞、替换阻塞信号集

函数可重入与不可重入

函数可重入
定义：在多个执行流（信号处理函数 / 线程）中同时调用，不会出现数据混乱、安全问题
特点：
不访问全局变量、静态变量
不使用malloc/free
不调用不可重入函数
只使用局部变量、函数参数
信号安全：信号处理函数中只能调用可重入函数
不可重入函数
访问全局 / 静态变量、使用 malloc、调用库函数
多执行流同时调用 → 数据错乱、逻辑崩溃
绝对不能在信号处理函数中使用

volatile

作用

保持内存可见性
告诉编译器：不要优化这个变量，每次都从内存读取，不要用寄存器缓存
防止过度优化
避免编译器自作主张删除代码、缓存值，导致程序逻辑错误
使用场景
信号处理函数中修改的全局变量
多线程共享变量
硬件寄存器访问

信号的相关操作

// 1. 信号集初始化intsigemptyset(sigset_t*set);// 清空信号集，所有位0intsigfillset(sigset_t*set);// 填满信号集，所有位1// 2. 信号集增删查intsigaddset(sigset_t*set,intsignum);// 添加一个信号intsigdelset(sigset_t*set,intsignum);// 删除一个信号intsigismember(constsigset_t*set,intsignum);// 判断信号是否在集合中// 3. 设置信号阻塞（核心！）intsigprocmask(inthow,constsigset_t*restrict set,sigset_t*restrict oset);// how：SIG_BLOCK(阻塞) / SIG_UNBLOCK(解阻塞) / SIG_SETMASK(覆盖)// 4. 获取未决信号intsigpending(sigset_t*set);// 读取当前pending信号集// 5. 修改信号处理方式（现代、安全）intsigaction(intsig,conststructsigaction*restrict act,structsigaction*restrict oact);// 6. 修改信号处理方式（老式、简单）void(*signal(intsig,void(*func)(int)))(int);