进程信号

信号（Signals ）是Unix系统中使用的最古老的进程间通信的方法之一。操作系统通过信号来通知进程系统中发生了某种预先规定好的事件（一组事件中的一个），它也是用户进程之间通信和同步的一种原始机制。一个键盘中断或者一个错误条件（比如进程试图访问它的虚拟内存中不存在的位置等）都有可能产生一个信号。Shell也使用信号向它的子进程发送作业控制信号。

信号是在Unix System V中首先引入的，它实现了15种信号，但很不可靠。BSD4.2解决了其中的许多问题，而在BSD4.3中进一步加强和改善了信号机制。但两者的接口不完全兼容。在Posix 1003.1标准中做了一些强行规定，它定义了一个标准的信号接口，但没有规定接口的实现。目前几乎所有的Unix变种都提供了和Posix标准兼容的信号实现机制。

阶段

在一个信号的生命周期中有两个阶段：生成和传送。当一个事件发生时，需要通知一个进程，这时生成一个信号。当进程识别出信号的到来，就采取适当的动作来传送或处理信号。在信号到来和进程对信号进行处理之间，信号在进程上挂起（pending）。

内核为进程生产信号，来响应不同的事件，这些事件就是信号源。主要的信号源如下：

  • 异常：进程运行过程中出现异常；
  • 其它进程：一个进程可以向另一个或一组进程发送信号；
  • 终端中断：Ctrl-C，Ctrl-\等；
  • 作业控制：前台、后台进程的管理；
  • 分配额：CPU超时或文件大小突破限制；
  • 通知：通知进程某事件发生，如I/O就绪等；
  • 报警：计时器到期。

常见信号

  • SIGHUP： 从终端上发出的结束信号；
  • SIGINT： 来自键盘的中断信号（Ctrl-C）；
  • SIGQUIT：来自键盘的退出信号（Ctrl-\）；
  • SIGFPE： 浮点异常信号（例如浮点运算溢出）；
  • SIGKILL：该信号结束接收信号的进程；
  • SIGALRM：进程的定时器到期时，发送该信号；
  • SIGTERM：kill 命令发出的信号；

  • SIGCHLD：标识子进程停止或结束的信号；

    每一个信号都有一个缺省动作，它是当进程没有给这个信号指定处理程序时，内核对信号的处理。有5种缺省的动作：

  • 异常终止（abort）：在进程的当前目录下，把进程的地址空间内容、寄存器内容保存到一个叫做core的文件中，而后终止进程。

  • 退出（exit）：不产生core文件，直接终止进程。
  • 忽略（ignore）：忽略该信号。
  • 停止（stop）：挂起该进程。
  • 继续（continue）：如果进程被挂起，则恢复进程的运行。否则，忽略信号。
  • 进程可以对任何信号指定另一个动作或重载缺省动作，指定的新动作可以是忽略信号。进程也可以暂时地阻塞一个信号。因此进程可以选择对某种信号所采取的特定操作，这些操作包括：
  • 忽略信号：进程可忽略产生的信号，但 SIGKILL 和 SIGSTOP 信号不能被忽略,必须处理（由进程自己或由内核处理）。进程可以忽略掉系统产生的大多数信号。
  • 阻塞信号：进程可选择阻塞某些信号，即先将到来的某些信号记录下来，等到以后（解除阻塞后）再处理它。
  • 由进程处理该信号：进程本身可在系统中注册处理信号的处理程序地址，当发出该信号时，由注册的处理程序处理信号。
  • 由内核进行缺省处理：信号由内核的缺省处理程序处理，执行该信号的缺省动作。例如，进程接收到SIGFPE（浮点异常）的缺省动作是产生core并退出。大多数情况下，信号由内核处理。

需要指出的是，对信号的任何处理，包括终止进程，都必须由接收到信号的进程来执行。而进程要执行信号处理程序，就必须等到它真正运行时。因此，对信号的处理可能需要延迟一段时间。

信号没有固有的优先级。如果为一个进程同时产生了两个信号，这两个信号会以任意顺序出现在进程中并会按任意顺序被处理。另外，也没有机制用于区分同一种类的多个信号。如果进程在处理某个信号之前，又有相同的信号发出，则进程只能接收到一个信号。进程无法知道它接收了1个还是42个SIGCONT信号。

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