Linux系统提供的让用户(进程)给其他进程发送异步信息的一种方式。(注意信号和信号量这两者没有任何关系!)
举个例子:
用户输入命令,在Shell下启动一个前台进程。用户按下 Ctrl-C ,这个键盘输入产生一个硬件中断,被OS获取,解释成信号,发送给目标前台进程前台进程因为收到信号,进而引起进程退出~
进程就是你,操作系统就是快递员,信号就是快递
我们平时在处理进程的时候,对于停止、删除进程等操作,系统要求进程要有随时响应外部信号的能力,随后做出反应
根据进程对于整体信号的操作过程进行学习。
用kill -l命令可以察看系统定义的信号列表
数组和名字都可以标识一个信号,名字其实就是宏,注意没有信号0,没有信号32和33
所以我们自己是可以更改对信号的处理方式。
写时拷贝的时候拷贝的全部都是用户空间,不会拷贝内核空间
每一个进程都有自己的地址空间,多个进程就会有多个地址空间,但是内核空间只有一份。所以任何一个进程都可以系统调用
当我们输入kill命令去给进程发送信号的时候,本质是OS进行操作的。
键盘如何产生信号呢?
常见的有CTRL+c,代表中断这个程序;CTRL+ \发送SIGQUIT信号给当前进程,导致该进程退出并生成core转储文件
CTRL+\与Ctrl+C不同,后者只是发送SIGINT信号给当前正在运行的进程,导致进程被终止。Ctrl+\会生成core文件,这个文件包含了进程在退出时的内存映像,可以用于调试。如果进程成功生成core文件,那么可以使用调试工具来分析这个文件,以了解进程崩溃时的状态,这对于排查问题非常有帮助。
kill命令是调用kill函数实现的。kill函数可以给一个指定的进程发送指定的信号。raise函数可以给当前进程发送指定的信号(自己给自己发信号)。
#include <signal.h> int kill(pid_t pid, int signo); int raise(int signo); 这两个函数都是成功返回0,错误返回-1
abort函数使当前进程接收到信号而异常终止
#include <stdlib.h> void abort(void); 就像exit函数一样,abort函数总是会成功的,所以没有返回值。
alarm函数 和SIGALRM信号就是由软件条件产生信号的代表
#include <unistd.h> unsigned int alarm(unsigned int seconds); 调用alarm函数可以设定一个闹钟,也就是告诉内核在seconds秒之后给当前进程发SIGALRM信号, 该信号的默认处理动 作是终止当前进程。
这个函数的返回值是0或者是以前设定的闹钟时间还余下的秒数。如果参数seconds值为0,表示取消以前设定的闹钟,函数的返回值仍然是以前设定的闹钟时间还余下的秒数
硬件异常被硬件以某种方式被硬件检测到并通知内核,然后内核向当前进程发送适当的信号。
例如当前进程执行了除以0的指令,CPU的运算单元会产生异常,内核将这个异常解释 为SIGFPE信号发送给进程。
再比如当前进程访问了非法内存地址,MMU会产生异常,内核将这个异常解释为SIGSEGV信号发送给进程。
注意寄存器只有一个,但是寄存器的数据可以有很多,我们把寄存器中的数据叫做:上下文数据!!!
当信号产生的时候,如果进程在处理更加重要的事情,我们就暂时不能处理到来的信号,我们必须暂时要将到来的信号进行临时保存。
那么问题来了,我们将这些信号保存在哪里呢?——进程的PCB中
所以只有OS才有资格写入信号,如果用户也想写入信号,就必须使用OS提供的系统调用。因此,无论信号产生的方式有多少种,最终都是OS亲自动手将信号写入进程的!!!
理论上来说我们用3张表就可以保存信号
忽略是一种信号递达的方式。阻塞仅仅是不让指定信号进程递达
下面这三张表需要我们横着读,最后一个handler表示对信号的处理方法
这三张表分别表示信号是否阻塞,信号是否接受到,信号的处理动作
所以我们看这张表的时候,不是竖着看,而是横着看每一个信号
block表对应的是sigprocmask函数
调用函数sigprocmask可以读取或更改进程的信号屏蔽字(阻塞信号集)。
#include <signal.h> int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset); 返回值:若成功则为0,若出错则为-1
如果oset是非空指针,则读取进程的当前信号屏蔽字通过oset参数传出。如果set是非空指针,则 更改进程的信号屏蔽字,参数how指示如何更改。如果oset和set都是非空指针,则先将原来的信号 屏蔽字备份到oset里,然后根据set和how参数更改信号屏蔽字。假设当前的信号屏蔽字为mask,下表说明了how参数的可选值。
pending表对应的是sigpending函数
#include <signal.h> sigpending 读取当前进程的未决信号集,通过set参数传出。调用成功则返回0,出错则返回-1。
handler函数对应的是signal函数。
可以对指定的信号进行用户指定的信号处理。更改信号的处理方式。
下面是利用这几个函数进行编码,小试牛刀。
大多数信号的默认响应行为都是Core或者Term;
这两种信号都表示终止进程。
区别:
为什么默认关闭核心转储功能?防止未知的core dump 一直在进行,导致服务器磁盘被打满,所以默认core是关闭的。
使用ulimit -a查看当前资源限制的设定 ; 其中,第一行显示core文件的大小为0,即表示核心转储是被关闭的 通过ulimit -c size 命令来设置Core文件的大小(同时也是打开了核心转储
想通过core定位到进程为什么退出,以及执行到哪行代码退出的
核心转储功能是什么?
将进程在内存中的核心数据(与调试有关)转储到磁盘中形成。
有什么用呢?
协助我们进行调试!
合适的时候,什么是合适的时候呢?进程从内核态(操作系统的状态,权限级别高),切换到用户态(你自己的状态)的时候,信号会被检测并处理
在信号处理的过程(捕捉)中,一共会有4次的状态切换(内核和用户态)
我们使用系统调用或者访问系统数据,其实还是在进程的地址空间内进行切换的
进程无论如何被切换,总能找到OS,我们访问OS,本质就是通过我们的进程的地址空间进行访问
volatile 作用:保持内存的可见性,告知编译器,被该关键字修饰的变量,不允许被优化,对该变量的任何操作,都必须在真实的内存中进行操作
编译器正常处理是将flag的值从内存读取到CPU中进行处理
当前编译器做了一个优化,因为系统认为flag的值定义之后就没有改变,因此直接将内存里flag的值直接放在了CPU 的寄存器中,因此后面代码改变flag值的时候,是在内存当中改变的,CPU中的值不会改变,而程序读取数据是从CPU读取的,因此就会造成偏差,这时候就需要我们的volatile去修饰这个变量,默认从内存中读取!