进程信号

Posted 2022-08-27 cuckoo-

进程信号：

    信号概念：信号就是一个软件中断，通知进程发生了某件事情（打断当前阻塞操作，选择一个合适的时机去处理信号）

    

    功能：通知事件的发生

            

    能够识别信号

    

    信号有不同种类：

        查看种类：(共有62种)

            命令：kill -l

            

            1号—31号（非实时信号）：linux继承unix的信号（非可靠信号，表示信号可能会丢失）

                当有多个信号一起来的时候，只会处理一个信号

            

            34号—64号（实时信号）：可靠信号，表示信号不会丢失

    

    信号有生命周期：

        

        信号的产生——>信号在进程中的注册——>信号在进程中的注销——>信号的处理(消亡)

            

        信号的产生:

            硬件: ctrl + c; ctrl + |; ctrl + z（中断一个前台进程）

            软件: kill命令; kill(); raise(); abort(); alarm();

            

            接口函数:

                int kill(int pid, int sig)

                    给指定的 pid 发送指定的信号 sig

                int raise(int sig)

                    给调用进程发送 sig 信号

                void abort(void)

                    给调用进程发送 SIGABRT 信号

                unsigned int alarm(unsigned int seconds)

                    seconds 秒后给调用进程发送一个 SIGALRM 信号

                    若 seconds = 0, 则取消上一个定时器

                    alarm(1);//表示取消上一个定时器,在设定 seconds = 1 的定时器

                    返回值: 若第一次使用 alarm 则返回 0; 若不是则返回上一个定时器剩余的时间

        

        信号在进程中的注册:修改未决信号集合对应位图，添加sigqueue结点

            sigset_t 信号集合（位图）

            pcb->struct sigpending->sigset_t signal

            未决信号：注册了但是没有被处理的信号

            未决：是一个信号从产生到信号处理之间所处的状态

            

            sigset_t结构体的认识:unsigned long int_val[_SIGSET_NWORDS];

            是一个128位的位图,用于对信号是否到来做标记

            

            sigqueue是一个链表,信号到来后会组织一个对应信号的节点,添加到链表中

            

            非可靠信号:判断如果位图已经标记,将什么都不做(每一个信号只添加一个节点,

                        信号同时到来时,有可能丢失事件)

            可靠信信号:不管位图是否标记,都会为每个到来的信号组织一个节点,添加到链表中,标记位图

    

                可靠/非可靠信号：最大区别：是否位每个到来的信号添加isgqueue节点

            

        在进程中注销信号：删除信号的sigqueue节点，修改位图

            可靠信号的注销：删除结点，判断链表中是否还有相同节点，如果没有在位图置0，否则位图不变

            

            非可靠信号的注销：删除节点，修改位图位0

            

        信号的处理：

            1.默认处理方式

                SIG_DFL

            2.忽略处理方式

                SIG_IGN

            3.自定义处理方式

                signal()

                

                    typedef void (*sighandler_t)(int);

                    sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

                        signum：信号编号    handler:信号的处理方式

            

                sigaction()

                    使用act 动作替换signum信号的处理方式，将原来的处理方式放到oldact中

                    

                    int sigaction(int signum, const struct sigaction* act, struct sigaction*oldact);

                        signum:信号编号        act:新的信号动作    oldact：保存旧的信号动作

                    

                    int sigemptyset(sigset_t *set);———>清空信号集合

            

            自定义处理信号的捕捉流程：        

                什么时候才会处理信号的事件：

                    

                main()经过系统调用/中断/异常来完成 “ 内核功能从内核态返回用户态的到时候”  判断是否有信号待处理，

                如果有，并且这个信号处理方式是忽略/默认方式，则直接在内核态完成。

                如果这个信号处理方式是自定义处理方式则返回一个sig_return，执行完毕后返回内核态，没有处理信号，则返回主控流程

                

            进程从用户态运行切换到内核态运行：系统调用，中断，异常

        

            信号的阻塞：阻止信号被递达

                递达：一个动作——表示信号处理

                阻止信号表示在进程pcb 的 block 信号集合中标记信号并且暂时不处理，不代表信号不会被传递,

                直到被解除阻塞（从 block 集合中解除）

                

                信号集合 sigset_t -> long int_val[16],使用位图作为信号的位图    

                    

                对信号阻塞集合进行操作的接口：

                    int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);

                    

                        how:

                            SIG_BLOK    blocked = blocked | set  //添加

                            SIG_UNBLOCK    blocked = blocked & ~set //移除

                            SIG_SETMASK    blocked = set              //直接设置

                        set: 要阻塞/解除阻塞的信号集合

                        oldset:被用于保存修改前，blocked集合原有数据

            

                    int sigemptyset(sigset_t *set);———>清空信号集合

                

                    int sigfillset(sigset_t *set);———>将所有信号添加到set的集合中

                    

                    int sigaddset(sigset_t *set, int signum);———>将指定信号，添加到指定集合中

                    

                    int sigpending(sigset_t *set);———>获取未决信号集合

                    

                    int sigismember(const sigset_t *set, int signum);———>判断是否在信号集合中

            

                    int sigdelset(sigset_t *set, int signum);———>从集合中删除信号

            

            哪些信号是不能被阻塞的：

                带有unblockable表示不能被阻塞

                所有信号中：SIGKILL（强杀）， SIGSTOP（）信号无法被阻塞，无法被自定义处理，无法被忽略。

                可靠信号不会丢失，非可靠信号可能会丢失

            

    竞态条件：程序运行时序的竞争执行（体会竞态条件/理解函数的可重入与不可重入）

        

        函数的可重入/不可重入：

            一个函数在不同的执行流下是否可以被重复调用，并且不会出现问题，有可能出问题，这个函数

            就是不可重入函数；否则是可重入函数

    

        原子操作：操作不可被打断

        

        函数的可重入/不可重入的关键点在：

            是否对全局数据进行了非原子操作

            

        当用户自己设计接口时，如果有可能在多个执行流中被调用，那么就要考虑函数中对全局数据操作的保护

        在多个执行流中调用相同的函数，也要考虑这个函数是否可能重入

        比如：malloc/free

 

        关键字：volatile 用于修饰一个变量——保持变量内存可见性

            每次对变量进行操作都要从内存中重新获取数据

            功能：防止编译器过度优化代码

            -O2

            C语言中常用的关键字：

                变量类型关键字（解释内存中数据的特性）：

                    static ->1.正对变量（作用域，证明周期），2.正对函数

                    const->

                    volatile->

        

        SIGCHILD信号：

            子进程退出时操作系统给父进程发送的信号。（默认处理方式是忽略，导致父进程没有处理子进程的退出，导致僵尸进程）

            避免僵尸进程：

                1.死等： wait waitpid

                2.修改信号处理方式：在信号的回调函数中调用wait/waitpid 处理子进程推出事件

            

            因为SIGCHILD 信号是一个非可靠信号，在大量子进程同时退出的情况下，可能会丢失信号，因此在一次回调时，

            把能处理的僵尸子进程全部处理。

                sigcb()