Linux 系统中的信号：全面解析365

在 Linux 操作系统中，信号是一种特殊的事件通知机制，允许进程间进行通信。它可以用来通知进程发生了特定的事件，例如内存段错误、键盘输入或进程终止。信号在进程之间传递，并且可以被进程处理或忽略。

信号类型

Linux 系统预定义了一组标准信号，每个信号都有一个唯一的编号和名称。以下是其中最常用的信号：* SIGKILL (9)：不可阻塞或忽略的终止信号。
* SIGSTOP (17)：停止进程的执行。
* SIGCONT (18)：继续停止的进程。
* SIGINT (2)：终端中断信号，通常由 Ctrl+C 触发。
* SIGTERM (15)：正常终止信号，通常由 kill 命令发送。
* SIGHUP (1)：终端挂起信号，当终端与进程失去连接时发送。
* SIGSEGV (11)：段错误信号，当进程访问受保护的内存时发生。

除了这些标准信号之外，还可以定义自定义信号。自定义信号的编号范围为 32 到 127。

信号处理

当一个进程收到信号时，它可以根据信号的类型执行不同的动作。这些动作称为信号处理程序。有三种类型的信号处理程序：* 默认处理程序：如果进程没有定义自己的信号处理程序，则会使用默认处理程序。默认处理程序通常会终止进程或忽略信号。
* 用户定义的处理程序：进程可以通过调用 signal() 或 sigaction() 函数来注册自己的信号处理程序。
* 忽略的处理程序：进程可以使用 ignore() 函数来忽略特定信号。

信号处理程序是函数，它们接受一个 int 类型的信号编号作为参数。当进程收到信号时，会调用相应的信号处理程序。信号处理程序可以执行任何操作，例如打印消息、更改进程状态或退出进程。

信号屏蔽

进程可以使用 sigprocmask() 函数来屏蔽某些信号。屏蔽信号意味着进程将不再接收到这些信号。这对于阻止进程执行不必要的操作非常有用。

有三种类型的信号屏蔽：* 阻塞：阻止指定的信号。
* 解除阻塞：解除对指定信号的阻止。
* 查询：返回当前信号屏蔽。

进程可以通过在 sigprocmask() 函数中设置不同的标志来指定不同的屏蔽类型。例如，要阻塞 SIGINT 信号，可以调用以下代码：```c
sigset_t sigset;
sigemptyset(&sigset);
sigaddset(&sigset, SIGINT);
sigprocmask(SIG_BLOCK, &sigset, NULL);
```

信号队列

在某些情况下，进程可能会收到多个相同的信号。为了防止信号丢失，Linux 系统维护了一个信号队列。信号队列存储收到的信号，并且只有在进程准备处理它们时才会处理它们。

信号队列是一个先进先出 (FIFO) 队列。这意味着最早收到的信号将首先被处理。进程可以通过使用 sigpending() 函数来检查其信号队列中是否有待处理的信号。

信号异步安全

信号不一定是异步安全的。这意味着信号处理程序可能会在进程执行其他操作时被调用。这可能导致竞态条件和数据损坏。

为了防止此类问题，建议在信号处理程序中使用信号阻塞。这将阻止进程在处理信号时收到其他信号。

信号是 Linux 系统中一种强大的通信机制。它们允许进程间通信并对特定事件做出反应。通过理解信号及其处理，可以编写更健壮和可靠的应用程序。

2025-01-20

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