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?? 本篇文章會(huì)對(duì)Linux下的信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)解釋。主要內(nèi)容是什么是信號(hào)、信號(hào)的產(chǎn)生、核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)等問題。希望本篇文章會(huì)對(duì)你有所幫助。
文章目錄
引入
一、初識(shí)信號(hào)
1、1 生活中的信號(hào)
1、2 Linux 下的信號(hào)
1、3 信號(hào)+進(jìn)程所得的初識(shí)結(jié)論
二、信號(hào)的產(chǎn)生
2、1?用戶通過終端輸入產(chǎn)生信號(hào)
2、1、1 理解組合鍵變成信號(hào)
2、1、2 驗(yàn)證ctrl + c 對(duì)應(yīng)?（2）SIGINT信號(hào) （signal（）函數(shù)）
2、2 核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)（拓展）
2、3 系統(tǒng)調(diào)用接口產(chǎn)生信號(hào)
2、4 軟件條件產(chǎn)生信號(hào)
2、5 由硬件異常產(chǎn)生信號(hào)
三、總結(jié)
🙋?♂??作者：@Ggggggtm?🙋?♂?
👀?專欄：Linux從入門到精通? 👀
💥?標(biāo)題：信號(hào)產(chǎn)生💥
????寄語：與其忙著訴苦，不如低頭趕路，奮路前行，終將遇到一番好風(fēng)景?????
引入
? 在Linux系統(tǒng)中，信號(hào)是一種輕量級(jí)的通信機(jī)制，可以用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的協(xié)作和通信。每個(gè)信號(hào)都有一個(gè)唯一的編號(hào)，通常以SIG開頭，例如SIGINT、SIGTERM等。這些信號(hào)的含義和行為在Linux系統(tǒng)中是標(biāo)準(zhǔn)化的，但也可以通過自定義信號(hào)處理程序來改變它們的行為。
? Linux信號(hào)在各種情況下都有廣泛的應(yīng)用，從終端用戶通過Ctrl+C發(fā)送中斷信號(hào)，到系統(tǒng)管理員使用信號(hào)來管理和監(jiān)控進(jìn)程，以及進(jìn)程之間通過信號(hào)進(jìn)行通信和協(xié)作。因此，理解Linux信號(hào)是系統(tǒng)管理員和開發(fā)人員的重要技能，有助于更好地控制和管理Linux系統(tǒng)中的進(jìn)程。
一、初識(shí)信號(hào)
1、1 生活中的信號(hào)
? 其實(shí)在生活中，我們也經(jīng)常有意無意的接受信號(hào)。比如，玩游戲時(shí)隊(duì)友發(fā)送的請(qǐng)求集合、訂購?fù)赓u時(shí)快遞員到了你樓下給你打電話，你也收到快遞到來的通知等等。古代戰(zhàn)爭傳遞信號(hào)的方式是烽煙（烽火）。
? 但是當(dāng)你收到信號(hào)時(shí)，你就會(huì)立即處理嗎？實(shí)際上可能并不會(huì)。例如，外賣到了但是你正在打游戲，需5min之后才能去取快遞。那么在在這5min之內(nèi)，你并沒有下去去取快遞，但是你是知道有快遞到來了。也就是取快遞的行為并不是一定要立即執(zhí)行，可以理解成“在合適的時(shí)候去取”。
? 我們接收到信號(hào)，并且處理時(shí)會(huì)有很多處理方法。例如我們?nèi)』貋砜爝f，就要開始處理快遞了。而處理快遞一般方式有三種：
- 執(zhí)行默認(rèn)動(dòng)作（幸福的打開快遞，使用商品）；
- 執(zhí)行自定義動(dòng)作（快遞是零食，你要送給你你的女朋友）；
- 忽略快遞（快遞拿上來之后，扔掉床頭，繼續(xù)開一把游戲。
1、2 Linux 下的信號(hào)
? Linux信號(hào)通常由操作系統(tǒng)或其他進(jìn)程發(fā)送給目標(biāo)進(jìn)程，可以用于多種目的，例如中斷進(jìn)程、終止進(jìn)程或請(qǐng)求進(jìn)程執(zhí)行某個(gè)特定操作。本質(zhì)是一種通信機(jī)制。
? 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是一組在Linux系統(tǒng)中具有固定編號(hào)和含義的信號(hào)。舉個(gè)例子：我們平常在Linux下進(jìn)程會(huì)使用Ctrl+C來終止當(dāng)前的進(jìn)程。這個(gè)本質(zhì)就是向進(jìn)程發(fā)送了一個(gè)2號(hào)信號(hào)。Linux下有很多信號(hào)，具體如下圖：
? 實(shí)際上一共是有62個(gè)信號(hào)，因?yàn)椴]有32號(hào)和33號(hào)信號(hào)。本篇文章重點(diǎn)講解普通信號(hào)，也就是1~31號(hào)信號(hào)。還有一種信號(hào)是實(shí)時(shí)信號(hào)。實(shí)時(shí)信號(hào)是一組具有不同編號(hào)和含義的信號(hào)，通常用于高優(yōu)先級(jí)任務(wù)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)信號(hào)的編號(hào)范圍從34到64。
? 我們這里先給出普通信號(hào)的編號(hào)、名稱和含義，下文也會(huì)對(duì)一些重點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行講解：
- SIGHUP（1）：?掛起信號(hào)。
- SIGINT（2）：?中斷信號(hào)。
- SIGQUIT（3）：?退出信號(hào)。
- SIGILL（4）：?非法指令信號(hào)。
- SIGTRAP（5）：?跟蹤/陷阱信號(hào)。
- SIGABRT（6）：?中止信號(hào)。
- SIGBUS（7）：?總線錯(cuò)誤信號(hào)。
- SIGFPE（8）：?浮點(diǎn)異常信號(hào)。
- SIGKILL（9）：?強(qiáng)制終止信號(hào)。
- SIGUSR1（10）：?用戶自定義信號(hào)1。
- SIGSEGV（11）：?段錯(cuò)誤信號(hào)。
- SIGUSR2（12）：?用戶自定義信號(hào)2。
- SIGPIPE（13）：?管道破裂信號(hào)。
- SIGALRM（14）：?超時(shí)信號(hào)。
- SIGTERM（15）：?終止信號(hào)。
- SIGSTKFLT（16）：?協(xié)處理器棧錯(cuò)誤信號(hào)。
- SIGCHLD（17）：?子進(jìn)程狀態(tài)改變信號(hào)。
- SIGCONT（18）：?繼續(xù)執(zhí)行信號(hào)。
- SIGSTOP（19）：?停止信號(hào)。
- SIGTSTP（20）：?終端停止信號(hào)。
- SIGTTIN（21）：?后臺(tái)進(jìn)程嘗試讀終端信號(hào)。
- SIGTTOU（22）：?后臺(tái)進(jìn)程嘗試寫終端信號(hào)。
- SIGURG（23）：?緊急情況信號(hào)。
- SIGXCPU（24）：?超出CPU時(shí)間限制信號(hào)。
- SIGXFSZ（25）：?超出文件大小限制信號(hào)。
- SIGVTALRM（26）：?虛擬定時(shí)器信號(hào)。
- SIGPROF（27）：?專用定時(shí)器信號(hào)。
- SIGWINCH（28）：?窗口大小改變信號(hào)。
- SIGIO（29）：?異步IO信號(hào)。
- SIGPWR（30）：?電源故障信號(hào)。
- SIGSYS（31）：?非法系統(tǒng)調(diào)用信號(hào)。
? 通過上述Ctrl+C來終止當(dāng)前的進(jìn)程，那么這里會(huì)有一個(gè)疑問：進(jìn)程為什么能夠識(shí)別出用戶所發(fā)送的信號(hào)呢？下面會(huì)給出一些結(jié)論。
1、3 信號(hào)+進(jìn)程所得的初識(shí)結(jié)論
? 同我們上述所列舉的生活中的信號(hào)和Liunx下的信號(hào)，我們大概也能知道以下結(jié)論：
- 進(jìn)程要處理信號(hào)，必須具備信號(hào)“識(shí)別”的能力(看到＋處理動(dòng)作)。
- 憑什么進(jìn)程能夠“識(shí)別”信號(hào)呢?原因是由于操作系統(tǒng)提供了信號(hào)處理機(jī)制，通過注冊和處理信號(hào)處理函數(shù)，進(jìn)程可以對(duì)不同的信號(hào)做出相應(yīng)的響應(yīng)和處理。根本上就是程序員已經(jīng)在底層都處理好了。
- 信號(hào)產(chǎn)生是隨機(jī)的，進(jìn)程可能正在忙自己的事情，所以，信號(hào)的后續(xù)處理，可能不是立即處理的!
- 進(jìn)程會(huì)臨時(shí)的記錄下對(duì)應(yīng)的信號(hào)，方便后續(xù)進(jìn)行處理。
- 在什么時(shí)候處理呢?合適的時(shí)候。（下文會(huì)詳細(xì)解釋）
- 一般而言，信號(hào)的產(chǎn)生相對(duì)于進(jìn)程而言是異步的。
? 什么是異步呢？異步是指事件的發(fā)生和處理是相互獨(dú)立、不同步進(jìn)行的。在計(jì)算機(jī)編程中，異步操作指的是程序在執(zhí)行某個(gè)操作時(shí)，不需要等待該操作完成，而可以繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼，在操作完成后通過回調(diào)或其他方式得到結(jié)果。
? 舉例來說，假設(shè)有一個(gè)在線聊天應(yīng)用程序，用戶可以發(fā)送消息給其他用戶。當(dāng)用戶發(fā)送一條消息時(shí)，常見的做法是通過網(wǎng)絡(luò)將消息發(fā)送給接收方，然后等待接收方的響應(yīng)，最后再執(zhí)行下一步操作。
? 但如果使用異步的方式，則用戶在發(fā)送消息之后可以繼續(xù)進(jìn)行其他操作，而不需要等待對(duì)方的響應(yīng)。一旦對(duì)方接收到消息并做出處理，系統(tǒng)會(huì)通知發(fā)送方消息已經(jīng)成功發(fā)送，或者提供相應(yīng)的錯(cuò)誤信息。
? 這種異步的方式可以提高用戶體驗(yàn)，因?yàn)橛脩舨恍枰恢钡却僮鞯耐瓿?#xff0c;可以同時(shí)進(jìn)行其他操作。同時(shí)也可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性能，充分利用計(jì)算資源。
? 在編程中，常見的異步操作包括網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、文件讀寫、數(shù)據(jù)庫操作等。通過使用異步操作，可以避免因阻塞等待而導(dǎo)致程序性能下降或產(chǎn)生無響應(yīng)的情況，提升程序的效率和響應(yīng)速度。
二、信號(hào)的產(chǎn)生
? 我們大概了解信號(hào)的概念后，再來看一下信號(hào)都是在哪些情況下產(chǎn)生的。在Linux下，信號(hào)可以由多種方式產(chǎn)生。以下是一些常見的信號(hào)產(chǎn)生方式：
- 用戶通過終端輸入：例如按下Ctrl+C鍵產(chǎn)生的SIGINT信號(hào)，用于中斷進(jìn)程的執(zhí)行。
- 硬件異常：當(dāng)發(fā)生硬件故障或錯(cuò)誤時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)給進(jìn)程，例如當(dāng)前進(jìn)程執(zhí)行了除以0的指令,CPU的運(yùn)算單元會(huì)產(chǎn)生異常,內(nèi)核將這個(gè)異常解釋 為SIGFPE信號(hào)發(fā)送給進(jìn)程。再比如當(dāng)前進(jìn)程訪問了非法內(nèi)存地址,MMU會(huì)產(chǎn)生異常,內(nèi)核將這個(gè)異常解釋為SIGSEGV信號(hào)發(fā)送給進(jìn)程。
- 軟件條件：進(jìn)程可以根據(jù)滿足特定條件時(shí)發(fā)送信號(hào)給自己或其他進(jìn)程。本篇文章主要介紹alarm函數(shù) 和SIGALRM信號(hào)。
- 系統(tǒng)調(diào)用：某些系統(tǒng)調(diào)用可以觸發(fā)信號(hào)。例如，kill命令是調(diào)用kill函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。kill函數(shù)可以給一個(gè)指定的進(jìn)程發(fā)送指定的信號(hào)。
? 下面會(huì)對(duì)每種產(chǎn)生信號(hào)的方式進(jìn)行詳解。
2、1?用戶通過終端輸入產(chǎn)生信號(hào)
2、1、1 理解組合鍵變成信號(hào)
? 上述了解到了：Ctrl+C產(chǎn)生（2）SIGINT信號(hào)。但是組合鍵怎么就變成信號(hào)了呢？
? 我們可以簡單了理解為：Ctrl+C產(chǎn)生SIGINT信號(hào)的行為只是命令行界面中的一種約定。具體是：用戶按下Ctrl+C后，鍵盤輸入產(chǎn)生一個(gè)硬件中斷，被OS獲取（OS能識(shí)別我們所輸入的組合鍵），解釋成信號(hào)，發(fā)送給目標(biāo)前臺(tái)進(jìn)程，前臺(tái)進(jìn)程因?yàn)槭盏叫盘?hào)，進(jìn)而引起進(jìn)程退出。
? 在上述的情況中，我們知道了操作系統(tǒng)解釋完后將信號(hào)發(fā)送給了進(jìn)程。那么信號(hào)是保存在哪里呢？答案是對(duì)應(yīng)進(jìn)程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)位圖中！下文也會(huì)對(duì)此進(jìn)行詳解。那么發(fā)送信號(hào)的本質(zhì)是操作系統(tǒng)向進(jìn)程中寫信號(hào)，不就是修改對(duì)應(yīng)的進(jìn)程控制塊（PCB）中的內(nèi)核位圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)嗎！！！
2、1、2 驗(yàn)證ctrl + c 對(duì)應(yīng)?（2）SIGINT信號(hào) （signal（）函數(shù)）
? 在驗(yàn)證之前，我們先來學(xué)習(xí)一下signal（）函數(shù)的使用。signal（）函數(shù)是一個(gè)用于處理信號(hào)的函數(shù)，它允許我們定義信號(hào)處理程序來捕獲和處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的各種信號(hào)。具體如下圖：
下面是signal（）函數(shù)的參數(shù)解釋：signumhandlerSIGINT
參數(shù)：
- signum：表示要捕獲或處理的信號(hào)編號(hào)。例如，SIGINT表示鍵盤中斷信號(hào)。
- handler：表示信號(hào)處理程序的指針。它可以是一個(gè)指向函數(shù)的指針，也可以是某些特定的常量。我們也可以自定義handler。
- 如果handler的值為SIG_IGN，表示忽略對(duì)該信號(hào)的處理。
- 如果handler的值為SIG_DFL，表示使用默認(rèn)的信號(hào)處理方式。
? 我們在對(duì)第二參數(shù)進(jìn)行解釋一下。在上文中也提到過信號(hào)的處理方式：1、默認(rèn)。2、忽略。3、自定義捕捉。當(dāng)我們傳入自定義函數(shù)時(shí)，該信號(hào)就會(huì)進(jìn)行自定義捕捉。
? 下面是一個(gè)詳細(xì)的示例使用signal函數(shù)來驗(yàn)證ctrl + c 對(duì)應(yīng)?（2）SIGINT信號(hào) ：?
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <signal.h> #include <unistd.h>void signal_handler(int signum) {printf("Received signal: %d\n", signum); }int main() {// 設(shè)置信號(hào)處理函數(shù)signal(SIGINT, signal_handler);printf("Signal handling example. Press Ctrl+C to send a SIGINT signal.mypid:%d\n",getpid());// 進(jìn)入一個(gè)循環(huán)，在循環(huán)中不進(jìn)行任何操作，等待信號(hào)發(fā)生while(1){sleep(1);}return 0; }在這個(gè)示例中，我們定義了一個(gè)信號(hào)處理函數(shù)signal_handler，該函數(shù)在收到信號(hào)時(shí)會(huì)被調(diào)用，并打印接收到的信號(hào)編號(hào)。
? 接下來，在主函數(shù)main中，我們通過調(diào)用signal函數(shù)來設(shè)置對(duì)SIGINT信號(hào)（即Ctrl+C）的處理方式。將signal(SIGINT, signal_handler)作為參數(shù)傳遞給signal函數(shù)，表示在接收到SIGINT信號(hào)時(shí)，調(diào)用signal_handler函數(shù)進(jìn)行處理。
? 然后，我們輸出一個(gè)提示信息，并進(jìn)入一個(gè)無限循環(huán)，在循環(huán)中不進(jìn)行任何操作，只是通過sleep函數(shù)暫停一秒鐘，等待信號(hào)的發(fā)生。
? 當(dāng)我們在運(yùn)行程序時(shí)，按下Ctrl+C組合鍵，會(huì)發(fā)送SIGINT信號(hào)。這時(shí)，由于我們設(shè)置了對(duì)SIGINT信號(hào)的處理方式為調(diào)用signal_handler函數(shù)，所以程序會(huì)輸出"Received signal: 2"（2為SIGINT的信號(hào)編號(hào)）的消息，并且程序也不會(huì)終止。表示成功捕獲并處理了SIGINT信號(hào)。具體如下圖：
? signal函數(shù)，僅僅是修改進(jìn)程對(duì)特定信號(hào)的后續(xù)處理動(dòng)作，不是直接調(diào)用對(duì)應(yīng)的處理動(dòng)作。如果后續(xù)沒有任何SIGINT信號(hào)產(chǎn)生，signal_handler會(huì)不會(huì)被調(diào)用呢？答案是永遠(yuǎn)也不會(huì)被調(diào)用。當(dāng)只有SIGINT信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，才會(huì)調(diào)用signal_handler函數(shù)。
2、2 核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)（拓展）
? 在Linux下，我們可通過指令：man 7 signal ，來查看信號(hào)的詳細(xì)信息。如下圖：
? 我們直觀的看到，Action中有：Term、Core、Ign、Cont、Stop。在其中主要是Term、Core兩種。Term 就是終止的意思。那么Core呢？Core也是有終止的意思，但是在終止進(jìn)程前，還會(huì)生成一個(gè)核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)（core dump）文件。
? 我們在進(jìn)程等待（進(jìn)程的控制（進(jìn)程退出+進(jìn)程等待））中提到過，但是并沒有進(jìn)行詳細(xì)解釋。具體如下圖：
? 那么回到我們的問題：核心存儲(chǔ)是什么呢？用來干什么的呢？我們接著往下看。
??核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)（core dump）是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤或異常情況導(dǎo)致程序無法正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將程序當(dāng)前的內(nèi)存狀態(tài)和相關(guān)信息保存到一個(gè)磁盤文件中，該文件就被稱為核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件（core dump file）。核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件包含了程序崩潰時(shí)的堆棧信息、寄存器狀態(tài)、全局變量值等關(guān)鍵信息。通過分析核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件，可以幫助開發(fā)人員或調(diào)試人員確定程序崩潰的原因和位置，并進(jìn)行問題排查和調(diào)試。
? 但是，在我們的云服務(wù)器上，核心存儲(chǔ)功能是被關(guān)閉的。一個(gè)進(jìn)程允許產(chǎn)生多大的core文件取決于進(jìn)程的Resource Limit(這個(gè)信息保存 在PCB中)。默認(rèn)是不允許產(chǎn)生core文件的,因?yàn)閏ore文件中可能包含用戶密碼等敏感信息,不安全。在開發(fā)調(diào)試階段可以用ulimit命令改變這個(gè)限制,允許產(chǎn)生core文件。
? 當(dāng)然，我們可先查看一下是否能夠形成核心存儲(chǔ)文件。指令為：ulimit -a。如下圖：
? 默認(rèn)核心存儲(chǔ)文件最大為0kb。是不可生成的?？梢酝ㄟ^指令：ulimit -c 10240 ,來修改默認(rèn)核心存儲(chǔ)文件的最大值。具體如下圖：
? 我們就行 （3）?SIGQUIT信號(hào)來測試。代碼如下：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <signal.h> #include <unistd.h> int main() {// 設(shè)置信號(hào)處理函數(shù)signal(SIGQUIT, SIG_DFL);// 進(jìn)入一個(gè)循環(huán)，在循環(huán)中不進(jìn)行任何操作，等待信號(hào)發(fā)生while(1){sleep(1);}return 0; }? 信號(hào)（3）?SIGQUIT 所對(duì)應(yīng)的組合鍵為 ctrl+‘\’。我們來看一下運(yùn)行結(jié)果：
? 為了讓結(jié)果更加直觀，我們不放創(chuàng)建子進(jìn)程，然后用特殊的方式讓子進(jìn)程退出，再將子進(jìn)程的退出信號(hào)和core dump 標(biāo)志打印出來。具體結(jié)合下圖和代碼理解：
int main() {pid_t id = fork();if(id == 0){cout << "i am child:" << getpid()<< endl;sleep(1);int a = 100;a /= 0;exit(0);}cout<<"i am father:"<<getpid()<<endl;int status = 0;waitpid(id, &status, 0);cout << "父進(jìn)程：" << getpid() << " 子進(jìn)程：" << id << \ " exit sig: " << (status & 0x7F) << " is core: " << ((status >> 7) & 1) << endl;return 0; }? 上述代碼中有一個(gè)除0錯(cuò)誤。而它發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生（8）SGIGFPE 信號(hào)，也會(huì)發(fā)生核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)。運(yùn)行結(jié)果如下：
? 我們看到了退出信號(hào)確實(shí)為8，且core dump標(biāo)記為變成1。表示發(fā)生了核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)。那么生成的核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件有什么用呢？我們可通過調(diào)試，加載核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件后可直接看到所對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤信息。指令是：core-file core.27736。具體如下圖：
2、3 系統(tǒng)調(diào)用接口產(chǎn)生信號(hào)
? 如何理解系統(tǒng)調(diào)用接口產(chǎn)生信號(hào)呢？首先是我們用戶進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用接口，然后操作系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)代碼。其中操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提取我們所傳入的參數(shù)，再向目標(biāo)進(jìn)程寫信號(hào)。也就是修改對(duì)應(yīng)進(jìn)程的位圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。最后進(jìn)程會(huì)進(jìn)行相關(guān)的處理操作。
? 系統(tǒng)調(diào)用接口也可用于產(chǎn)生各種不同類型的信號(hào)。下面列舉了幾個(gè)常見的系統(tǒng)調(diào)用接口，它們可用于產(chǎn)生不同的信號(hào)：
kill(pid, sig): 這個(gè)系統(tǒng)調(diào)用接口用于向指定進(jìn)程發(fā)送SIGKILL信號(hào)。通過指定pid參數(shù)為目標(biāo)進(jìn)程的進(jìn)程ID，通過sig參數(shù)指定要發(fā)送的信號(hào)。
raise(sig): 這個(gè)系統(tǒng)調(diào)用接口用于向當(dāng)前進(jìn)程自身發(fā)送信號(hào)。通過指定sig參數(shù)來選擇要發(fā)送的信號(hào)。
abort()：SIGABRT可以被捕捉，但是捕捉之后依然會(huì)讓進(jìn)程終止，這就是SIGABRT的特點(diǎn)就像exit函數(shù)一樣,abort函數(shù)總是會(huì)成功的,所以沒有返回值。
sigaction(sig, new_action, old_action): 這個(gè)系統(tǒng)調(diào)用接口用于設(shè)置信號(hào)處理程序。通過指定sig參數(shù)表示要設(shè)置的信號(hào)，通過new_action參數(shù)傳遞新的信號(hào)處理程序，通過old_action參數(shù)獲取之前的信號(hào)處理程序。
? 下文我們也會(huì)用到系統(tǒng)調(diào)用接口產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。
2、4 軟件條件產(chǎn)生信號(hào)
? 當(dāng)一個(gè)程序通過軟件條件產(chǎn)生信號(hào)時(shí)，它可以通知其他程序或系統(tǒng)內(nèi)核發(fā)生了某個(gè)特定的事件或狀態(tài)的改變。以下是一個(gè)例子來詳細(xì)解釋這個(gè)過程：
? 假設(shè)我們有一個(gè)服務(wù)管理程序，該程序負(fù)責(zé)監(jiān)控某個(gè)服務(wù)器上的各種服務(wù)的運(yùn)行情況。服務(wù)管理程序需要檢查每個(gè)服務(wù)是否正常運(yùn)行，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)服務(wù)停止工作，它應(yīng)該發(fā)送一個(gè)信號(hào)給系統(tǒng)管理員，以便及時(shí)采取措施解決問題。
? 下面我們來看一個(gè)用alarm產(chǎn)生信號(hào)。代碼如下：
typedef function<void ()> func; vector<func> callbacks;uint64_t count = 0;void showCount() {// cout << "進(jìn)程捕捉到了一個(gè)信號(hào)，正在處理中： " << signum << " Pid: " << getpid() << endl;cout << "final count : " << count << endl; } void showLog() {cout << "這個(gè)是日志功能" << endl; } void logUser() {if(fork() == 0){execl("/usr/bin/who", "who", nullptr);exit(1);}wait(nullptr); }void catchSig(int signum) {for(auto &f : callbacks){f();}alarm(1); } static void Usage(string proc) {cout << "Usage:\r\n\t" << proc << " signumber processid" << endl; }int main(int argc, char *argv[]) {signal(SIGALRM, catchSig);callbacks.push_back(showCount);callbacks.push_back(showLog);callbacks.push_back(logUser);alarm(1);while(true) count++;return 0; }??這段代碼是一個(gè)示例程序，它使用了信號(hào)處理、回調(diào)函數(shù)和進(jìn)程控制相關(guān)的操作。下面對(duì)代碼進(jìn)行詳細(xì)解釋：
- 首先，定義了一個(gè)函數(shù)指針類型
func，該類型表示一個(gè)無返回值、無參數(shù)的函數(shù)。- 創(chuàng)建了一個(gè)名為
callbacks的向量（vector），用于存儲(chǔ)回調(diào)函數(shù)。- 定義了一個(gè)名為
count的64位整數(shù)變量，初始值為0。- 定義了三個(gè)函數(shù)：
showCount()、showLog()和logUser()，分別用于顯示count的值、打印日志和查看當(dāng)前登錄用戶。catchSig()函數(shù)用于捕獲信號(hào)，并依次調(diào)用存儲(chǔ)在callbacks中的回調(diào)函數(shù)。在本例中，catchSig()會(huì)被設(shè)置成SIGALRM信號(hào)的處理函數(shù)。Usage()函數(shù)用于顯示程序的使用方法。- 在
main()函數(shù)中，首先注冊了SIGALRM信號(hào)的處理函數(shù)為catchSig()。- 接下來，將
showCount()、showLog()和logUser()這三個(gè)函數(shù)添加到callbacks中。- 調(diào)用
alarm(1)函數(shù)，設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，每隔1秒鐘觸發(fā)一次SIGALRM信號(hào)，從而調(diào)用catchSig()函數(shù)。- 使用一個(gè)無限循環(huán)，不斷遞增
count的值。? 整個(gè)程序的運(yùn)行過程如下：
- 注冊SIGALRM信號(hào)處理函數(shù)
catchSig()。- 將
showCount()、showLog()和logUser()這三個(gè)函數(shù)添加到callbacks中。- 調(diào)用
alarm(1)設(shè)置定時(shí)器，1秒后觸發(fā)SIGALRM信號(hào)，并調(diào)用catchSig()函數(shù)。- 在
catchSig()函數(shù)中，依次調(diào)用存儲(chǔ)在callbacks中的函數(shù)。showCount()函數(shù)會(huì)顯示當(dāng)前count的值，showLog()函數(shù)會(huì)打印日志信息，logUser()函數(shù)會(huì)通過創(chuàng)建子進(jìn)程調(diào)用/usr/bin/who命令查看當(dāng)前登錄用戶。- 定時(shí)器再次啟動(dòng)，繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行。
2、5 由硬件異常產(chǎn)生信號(hào)
? 除0錯(cuò)誤就是硬件異常。包括對(duì)野指針的訪問修改，也是硬件異常產(chǎn)生信號(hào)來終止程序的。
? 為什么說除0是硬件異常錯(cuò)誤呢？所有的計(jì)算操作都是在cpu中進(jìn)行的，cpu中有一個(gè)狀態(tài)寄存器（對(duì)外是不可見的，也是不可被修改的），寄存器內(nèi)有對(duì)應(yīng)的狀態(tài)標(biāo)記位（溢出標(biāo)記位）。OS會(huì)自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算完畢之后的檢測的！如果溢出標(biāo)記位是1，OS里面識(shí)別到有溢出問題，立即只要找到當(dāng)前誰在運(yùn)行提取PID，OS完成信號(hào)發(fā)送的過程，進(jìn)程會(huì)在合適的時(shí)候，進(jìn)行處理即可。
? 如何理解野指針或者越界問題呢?
??首先都必須通過地址，找到目標(biāo)位置。我們語言上面的地址，全部都是虛擬地址。將虛擬地址轉(zhuǎn)成物理地址。轉(zhuǎn)換的過程中需要通過頁表＋MMU(Memory Manager Unit,硬件! ! )。在轉(zhuǎn)換時(shí)，發(fā)現(xiàn)野指針是越界訪問或者非法地址。MMU轉(zhuǎn)化的時(shí)候，一定會(huì)報(bào)錯(cuò)！此時(shí)就會(huì)發(fā)出信號(hào)來終止程序。
? 注意：一旦出現(xiàn)硬件異常，進(jìn)程一定會(huì)退出嗎?不一定!一般默認(rèn)是退出，但是我們即便不退出，我們也做不了什么。當(dāng)我們不退出時(shí)，但也并沒有對(duì)異常進(jìn)行任何修改，寄存器中任然保留異常。則會(huì)進(jìn)入死循環(huán)報(bào)錯(cuò)。
三、總結(jié)
? 本篇文章詳細(xì)解釋了信號(hào)是怎么產(chǎn)生的。并且知道了寫信號(hào)的本質(zhì)就是修該進(jìn)程控制塊內(nèi)容等等。
? 而我們還留下了一系列問題：在合適的時(shí)候會(huì)處理信號(hào)。這里的合適的時(shí)候具體是什么呢？同時(shí)信號(hào)的保存還有很多細(xì)節(jié)沒有講解。還有最后的信號(hào)處理工作也沒有詳解。我們會(huì)在下篇文章進(jìn)行詳細(xì)解釋！！！感謝閱讀ovo~