進(jìn)程間通信之：信號

8.3信號

8.3.1信號概述

信號是UNIX中所使用的進(jìn)程通信的一種最古老的方法。它是在軟件層次上對中斷機制的一種模擬，是一種異步通信方式。信號可以直接進(jìn)行用戶(hù)空間進(jìn)程和內核進(jìn)程之間的交互，內核進(jìn)程也可以利用它來(lái)通知用戶(hù)空間進(jìn)程發(fā)生了哪些系統事件。它可以在任何時(shí)候發(fā)給某一進(jìn)程，而無(wú)需知道該進(jìn)程的狀態(tài)。如果該進(jìn)程當前并未處于執行態(tài)，則該信號就由內核保存起來(lái)，直到該進(jìn)程恢復執行再傳遞給它為止；如果一個(gè)信號被進(jìn)程設置為阻塞，則該信號的傳遞被延遲，直到其阻塞被取消時(shí)才被傳遞給進(jìn)程。

在第2章kill命令中曾講解到“−l”選項，這個(gè)選項可以列出該系統所支持的所有信號的列表。在筆者的系統中，信號值在32之前的則有不同的名稱(chēng)，而信號值在32以后的都是用“SIGRTMIN”或“SIGRTMAX”開(kāi)頭的，這就是兩類(lèi)典型的信號。前者是從UNIX系統中繼承下來(lái)的信號，為不可靠信號（也稱(chēng)為非實(shí)時(shí)信號）；后者是為了解決前面“不可靠信號”的問(wèn)題而進(jìn)行了更改和擴充的信號，稱(chēng)為“可靠信號”（也稱(chēng)為實(shí)時(shí)信號）。那么為什么之前的信號不可靠呢？這里首先要介紹一下信號的生命周期。

一個(gè)完整的信號生命周期可以分為3個(gè)重要階段，這3個(gè)階段由4個(gè)重要事件來(lái)刻畫(huà)的：信號產(chǎn)生、信號在進(jìn)程中注冊、信號在進(jìn)程中注銷(xiāo)、執行信號處理函數，如圖8.6所示。相鄰兩個(gè)事件的時(shí)間間隔構成信號生命周期的一個(gè)階段。要注意這里的信號處理有多種方式，一般是由內核完成的，當然也可以由用戶(hù)進(jìn)程來(lái)完成，故在此沒(méi)有明確畫(huà)出。

圖8.6信號生命周期

一個(gè)不可靠信號的處理過(guò)程是這樣的：如果發(fā)現該信號已經(jīng)在進(jìn)程中注冊，那么就忽略該信號。因此，若前一個(gè)信號還未注銷(xiāo)又產(chǎn)生了相同的信號就會(huì )產(chǎn)生信號丟失。而當可靠信號發(fā)送給一個(gè)進(jìn)程時(shí)，不管該信號是否已經(jīng)在進(jìn)程中注冊，都會(huì )被再注冊一次，因此信號就不會(huì )丟失。所有可靠信號都支持排隊，而所有不可靠信號都不支持排隊。

用戶(hù)進(jìn)程對信號的響應可以有3種方式。

n 忽略信號，即對信號不做任何處理，但是有兩個(gè)信號不能忽略，即SIGKILL及SIGSTOP。

n 捕捉信號，定義信號處理函數，當信號發(fā)生時(shí)，執行相應的自定義處理函數。

n 執行缺省操作，Linux對每種信號都規定了默認操作。

Linux中的大多數信號是提供給內核的，表8.6列出了Linux中最為常見(jiàn)信號的含義及其默認操作。

表8.6 常見(jiàn)信號的含義及其默認操作