【linux学习指南】初识Linux进程信号与使用

文章目录
- 📝信号快速认识
- 📶⽣活⻆度的信号
- 📶 技术应⽤⻆度的信号
- 🌉 前台进程(键盘)
- 🌉⼀个系统函数
- 📶信号概念
- 📶查看信号
- 🌠 信号处理
- 🌉 忽略此信号
- 🌉 执⾏该信号的默认处理动作。
- 🌉 切换状态函数
- 🚩总结
📝信号快速认识
📶⽣活⻆度的信号
- 你在⽹上买了很多件商品,再等待不同商品快递的到来。但即便快递没有到来,你也知道快递来临时,你该怎么处理快递。也就是你能“识别快递”
- 当快递员到了你楼下,你也收到快递到来的通知,但是你正在打游戏,需5min之后才能去取快递。那么在在这5min之内,你并没有下去去取快递,但是你是知道有快递到来了。也就是取快递的⾏为并不是⼀定要⽴即执⾏,可以理解成“在合适的时候去取”。
- 在收到通知,再到你拿到快递期间,是有⼀个时间窗⼝的,在这段时间,你并没有拿到快递,但是你知道有⼀个快递已经来了。本质上是你“记住了有⼀个快递要去取”
- 当你时间合适,顺利拿到快递之后,就要开始处理快递了。⽽处理快递⼀般⽅式有三种:
- 1.执⾏默认动作(幸福的打开快递,使⽤商品)
- 2.执⾏⾃定义动作(快递是零⻝,你要送给你你的⼥朋友)
-
- 忽略快递(快递拿上来之后,扔掉床头,继续开⼀把游戏)
快递到来的整个过程,对你来讲是异步的,你不能准确断定快递员什么时候给你打电话
基本结论:
- 你怎么能识别信号呢?识别信号是内置的,进程识别信号,是内核程序员写的内置特性。
- 信号产⽣之后,你知道怎么处理吗?知道。如果信号没有产⽣,你知道怎么处理信号吗?知道。所以,信号的处理⽅法,在信号产⽣之前,已经准备好了。
- 处理信号,⽴即处理吗?我可能正在做优先级更⾼的事情,不会⽴即处理?什么时候?合适的时候。
- 信号到来|信号保存 |信号处理
- 怎么进⾏信号处理啊?a.默认b.忽略c.⾃定义,后续都叫做信号捕捉。

📶 技术应⽤⻆度的信号
🌉 前台进程(键盘)
样例:
sig.cc:
#include <iostream>
#include <unistd.h>int main()
{while(true){std::cout<< "I am a process, I am wiat signal!" <<std::endl;sleep(1);}return 0;
}
Makefile:
BIN=sig
OBJS=$(SRCS:.cc=.o)
SRCS=$(shell ls *.cc)
CC=g++$(BIN):$(OBJS)$(CC) -o $@ $^ -std=c++11%.o:%.cc$(CC) -c $< -std=c++11.PHONY:clean
clean:rm -f $(BIN) $(OBJS)
⽤⼾输⼊命令,在Shell下启动⼀个前台进程
⽤⼾按下程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
前台进程因为收到信号,进⽽引起进程退出
🌉⼀个系统函数
指令:
man signal
而其实,ctrl+C的本质是向前台进程发送|SIGINT|即2号信号,我们证明一下,这里需要引入一个系统调用函数
NAMEsignal - ANSI C signal handlingSYNOPSIS#include <signal.h>typedef void (*sighandler_t)(int);sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
参数说明:
signum:信号编号[后⾯解释,只需要知道是数字即可]
handler:函数指针,表⽰更改信号的处理动作,当收到对应的信号,就回调执⾏handler⽅法

代码:
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>void handler(int signumber)
{std::cout<<"我是:"<<getpid() <<",我获得一个信号:"<< signumber <<std::endl;
}int main()
{std::cout<<"我是进程: "<<getpid() <<std::endl;signal(SIGINT/*2*/, handler);while(true){std::cout<<"I am a process, I am waiting signal!"<< std::endl;sleep(1);}return 0;
}

思考:
- 这⾥进程为什么不退出?
- 这个例⼦能说明哪些问题?信号处理,是⾃⼰处理
- 请将⽣活例⼦和Ctrl-C 信号处理过程相结合,解释⼀下信号处理过程?进程就是你,
操作系统就是快递员,信号就是快递,发信号的过程就类似给你打电
注意:
- 要注意的是,
signal函数仅仅是设置了特定信号的捕捉⾏为处理⽅式,并不是直接调⽤处理动作。如果后续特定信号没有产⽣,设置的捕捉函数永远也不会被调⽤!! - Ctrl-C 产⽣的信号只能发给前台进程。⼀个命令后⾯加个&可以放到后台运⾏,这样Shell不必等待进程结束就可以接受新的命令,启动新的进程。
- Shell可以同时运⾏⼀个前台进程和任意多个后台进程,只有前台进程才能接到像
Ctrl-C这种控制键产⽣的信号。 - 前台进程在运⾏过程中⽤⼾随时可能按下
Ctrl-C⽽产⽣⼀个信号,也就是说该进程的⽤⼾空间代码执⾏到任何地⽅都有可能收到SIGINT信号⽽终⽌,所以信号相对于进程的控制流程来说是异步(Asynchronous)的。 - 可以渗透&和n
ohup
📶信号概念
信号是进程之间事件异步通知的⼀种⽅式,属于软中断。
📶查看信号
每个信号都有⼀个编号和⼀个宏定义名称,这些宏定义可以在signal.h中找到,例如其中有定义
#define SIGINT 2


编号
34以上的是实时信号,本章只讨论编号34以下的信号,不讨论实时信号。这些信号各⾃在什么条件下产⽣,默认的处理动作是什么,在signal(7)中都有详细说明:
man 7 signal

🌠 信号处理
(sigaction 函数稍后详细介绍),可选的处理动作有以下三种:
🌉 忽略此信号
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>void handler(int signumber)
{std::cout<<"我是:"<<getpid() <<",我获得一个信号:"<< signumber <<std::endl;
}int main()
{std::cout<<"我是进程: "<<getpid() <<std::endl;signal(SIGINT/*2*/, SIG_IGN);// 设置忽略信号的宏while(true){std::cout<<"I am a process, I am waiting signal!"<< std::endl;sleep(1);}return 0;
}

🌉 执⾏该信号的默认处理动作。
default默认行为SIG_DFL
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>void handler(int signumber)
{std::cout<<"我是:"<<getpid() <<",我获得一个信号:"<< signumber <<std::endl;
}int main()
{std::cout<<"我是进程: "<<getpid() <<std::endl;// signal(SIGINT/*2*/, SIG_IGN);// 设置忽略信号的宏signal(SIGINT/*2*/, SIG_DFL);// 输⼊ctrl+c,进程退出,就是默认动作while(true){std::cout<<"I am a process, I am waiting signal!"<< std::endl;sleep(1);}return 0;
}

🌉 切换状态函数
其实这里就是转到用户自定义的handler函数
提供⼀个信号处理函数,要求内核在处理该信号时切换到⽤⼾态执⾏这个处理函数,这种⽅式称为⾃定义捕捉(Catch)⼀个信号。
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h> void signal_handler(int signum) { // 自定义的信号处理函数 printf("Caught signal %d\n", signum); // 在这里执行需要在用户态下运行的代码 // ...
} int main() { // 注册信号处理函数 signal(SIGINT, signal_handler); printf("Press Ctrl+C to send SIGINT signal...\n"); while (1) { // 等待信号到来 pause(); } return 0;
}
注意看源码:
/* Fake signal functions. */#define SIG_ERR ((__sighandler_t) -1) /* Error return. */
#define SIG_DFL ((__sighandler_t) 0) /* Default action. */
#define SIG_IGN ((__sighandler_t) 1) /* Ignore signal. */
/* Type of a signal handler. */
typedef void (*__sighandler_t) (int);
让我们来逐一分析:
-
#define SIG_ERR ((__sighandler_t) -1): 这个宏定义了SIG_ERR,它被赋值为-1,类型为__sighandler_t。这通常用作signal()函数的返回值,表示发生错误。 -
#define SIG_DFL ((__sighandler_t) 0): 这个宏定义了SIG_DFL,它被赋值为0,类型为__sighandler_t。这用于指定使用默认的信号处理函数。 -
#define SIG_IGN ((__sighandler_t) 1): 这个宏定义了SIG_IGN,它被赋值为1,类型为__sighandler_t。这用于指定忽略该信号。
其实SIG_DFL和SIG_IGN就是把0,1强转为函数指针类型
🚩总结

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