[linux仓库]信号快速认识[进程信号·壹]

🌟 各位看官好，我是egoist2023！

🌍 Linux == Linux is not Unix ！

🚀 今天来学习Linux的进程信号,从生活例子过度到理论,从而朴素认识信号。

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目录

对信号产生共识

理解ctrl + c

信号概念

查看信号

信号处理

一个系统函数

前台进程 vs 后台进程

朴素认识信号本质

总结

对信号产生共识

接下来小编会从时间维度上对信号产生、信号保存以及信号处理进行解答,但是这都是需要基于对信号的理解.而我们连信号是什么都不知道,因此在此需要先对信号产生一定的共识,再来对上图进行剖析.

那么什么是信号?拿生活中来举例:

现实世界 -->信号概念是什么? -->红绿灯，闹钟，狼烟…

并且我们在过马路时知道红灯停、绿灯行;在闹钟还没到来时我们就知道这个闹钟到点了就该起床了.在还没有产生信号的时候，我们就知道信号产生的时候，该如何处理! --> 意味着我能识别这些信号, --> 我为何能识别这些信号?被教育过 --> 记住了

 信号特征 + 信号处理方法 --> 反推回来我能识别这些信号

那么进程是如何识别信号的?进程和信号都是程序员写的，实际上进程内部已经内置了对于信号的识别和处理机制!!!

为什么要有信号呢? --> 作用:信息事件的通知 --> 信号产生,是异步产生的

生活例子:张三和李四在联机玩王者农药,此时张三的母亲让张三10点的时候去大厅打扫下卫生,张三说好的.可是到10点的时候,张三这把游戏还没结束,此时跟母亲说:等我打完这把游戏就去打扫.

因此,信号到来的时候，如果我在做更重要的事情，收到信号的时候，可以不立即处理信号(通过简单通知机制，告诉人，应该要做什么了) --> 在合适的时候处理 -->这也要求我们把这个信号记录下来!!!

那么该如何处理信号呢? 

理解ctrl + c

还记得平日最常使用的 ctrl + c? 我们的进程是可以被终止的.

用户输⼊命令,在Shell下启动⼀个前台进程;
用户按下 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，发送给⽬标前台进程;

前台进程因为收到信号，进⽽引起进程退出;
ctrl + c 的本质 : 向目标进程发送2号信号!

信号概念

查看信号

信号是进程之间事件异步通知的⼀种⽅式，属于软中断。

在Action中 Core 和 Term 都是终止进程,一般这两是没区别的,但有一些特殊情况会有区分. 

信号处理

一个系统函数

如何证明呢?

修改进程对信号的处理动作:

ctrl + c 实际是向目标进程发送 2 号信号,那么我只要修改目标进程对 2 号处理动作来证明确实 ctrl + c 确实是向目标进程发送信号即可! 

 signal(SIGINT/*2*/, SIG_DFL); // 默认对2号信号的处理 while (true) { std::cout << "我是一个进程: " << getpid() << std::endl; sleep(1); }

将进程对信号的处理改成忽略后:会发现我们的进程无法终止了啊!

 signal(SIGINT/*2*/, SIG_IGN); // 忽略对2号信号的处理 while (true) { std::cout << "我是一个进程: " << getpid() << std::endl; sleep(1); }

那么该如何终止呢?使用 kill 命令 或 ctrl + \

自定义处理该信号: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户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.

signal注册，只需要注册一次。未来如果收不到该信号，对应的动作，就不会执行.

此时一直在while循环体里执行,此时 ctrl + c 向目标进程发送 2号 信号,会跳到自定义捕捉方法执行handler函数.

// int signo: 进程收到了哪一个信号的编号，会传递给handler方法 void handler(int signo) { std::cout << "我这个进程: " << getpid() << ", 抓到了一个信号: " << signo << std::endl; // 我没有在这个函数里终止进程哦！ } int main() { // signal注册，只需要注册一次。未来如果收不到该信号，对应的动作，就不会执行 signal(2, handler); // signal {... handler(2) ...} while (true) { std::cout << "我是一个进程: " << getpid() << std::endl; sleep(1); } }

产生信号的方式:

结论1 : 键盘可以向目标进程发送信号!如ctrl+\:向目标进程发送3信号

结论2 : kil命令向目标进程发送信号!

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户随时可能按下 Ctrl-C ⽽产⽣⼀个信号,也就是说该进程的用户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 nohup

前台进程 vs 后台进程

在终端中启动进程时，在命令后添加 & 符号，进程会直接在后台运行:

为什么无法终止呢?这里必须先理解前台和后台才能理解:

这就是为什么fork()之后，父进程退出，子进程仍在运行 ->孤儿进程 -->1号进程领养 ->子进程自己会变成后台进程，此时ctrl + c 时后台并不能从键盘获取数据,因此无法ctrl +c终止的原因.

int main() { if(fork() > 0) exit(0); while (true) { std::cout << "我是一个进程: " << getpid() << std::endl; sleep(1); } }

朴素认识信号本质

总结

本文介绍了Linux信号机制的基本概念和工作原理。信号是进程间异步事件通知的一种软中断方式，类似于生活中的红绿灯、闹钟等通知机制。作者通过Ctrl+C终止进程的例子，说明2号信号SIGINT的默认处理方式是终止进程，并演示了如何通过signal()函数修改信号处理行为（默认、忽略或自定义）。文章还解释了前台进程和后台进程的区别，以及为什么后台进程无法通过Ctrl+C终止。最后指出信号处理是异步的，内核会在收到信号后切换到用户态执行注册的处理函数。