Linux信号实践(1) --Linux信号编程概述

中断

    中断是系统对于异步事件的响应, 进程执行代码的过程中可以随时被打断，然后去执行异常处理程序;

    计算机系统的中断场景:中断源发出中断信号 -> CPU判断中断是否屏蔽屏蔽以及保护现场 -> CPU(查询中断向量表, 找到中断服务程序的入口地址)执行中断处理程序 ->(处理完中断之后) ->恢复现场,继续执行原来的任务

中断分类

硬件中断（外部中断）

  外部中断是指由外部设备通过硬件请求的方式产生的中断，也称为硬件中断

软件中断（内部中断）

  内部中断是由CPU运行程序错误或执行内部程序调用引起的一种中断，也称为软件中断(如:执行除0操作, 由用户空间陷入内核空间等)。

信号

  信号是UNIX/Linux系统响应某些状况而产生的事件，进程在接收到信号时会采取相应的行动。信号一般是因为某些错误条件而产生的，比如内存段冲突、浮点处理器错误或者非法指令等;信号是在软件层次上对中断的一种模拟，所以通常把它称为是软中断;

信号与中断的相似点：

（1）采用了相同的异步通信方式；

（2）当检测出有信号或中断请求时，都暂停正在执行的程序而转去执行相应的处理程序；

（3）都在处理完毕后返回到原来的断点；

（4）对信号或中断都可进行屏蔽。

信号与中断的区别：

（1）中断有优先级，而信号没有优先级，所有的信号都是平等的；

（2）信号处理程序是在用户态下运行的，而中断处理程序是在核心态下运行；

（3）中断响应是及时的，而信号响应通常都有较大的时间延迟。

常用信号

进程对信号的响应 

忽略信号  

  不采取任何操作、有两个信号不能被忽略：SIGKILL和SIGSTOP。

  [为什么进程不能忽略SIGKILL/SIGSTOP信号。（如果应用程序可以忽略这2个信号，系统管理无法杀死、暂停进程，无法对系统进行管理。）]

捕获并处理信号   

  内核中断正在执行的代码，转去执行先前注册过的处理程序。

执行默认操作   

  默认操作通常是终止进程，这取决于被发送的信号。

信号的默认操作：通过 man 7 signal 查看

信号安装-signal

typedef void (*__sighandler_t) (int);
#define SIG_ERR ((__sighandler_t) -1)
#define SIG_DFL ((__sighandler_t) 0)
#define SIG_IGN ((__sighandler_t) 1)
__sighandler_t signal(int signum, __sighandler_t handler);

参数

  signal是一个带signum和handler两个参数的函数，准备捕捉或屏蔽的信号由参数signum给出，接收到指定信号时将要调用的函数由handler给出

  handler这个函数必须有一个int类型的参数（即接收到的信号代码），它本身的类型是void, handler也可以是下面两个特殊值：

SIG_IGN 屏蔽该信号

SIG_DFL 恢复默认行为

//示例1
void handler(int sigNum)
{
    cout << "recv a signal = " << sigNum << endl;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    signal(SIGINT, handler);
    while (true)
        sleep(1);
}

RETURN VALUE

 signal() returns the previous value of the signal handler, or SIG_ERR on error.   

 In  the event of an error, errno is set to indicate the cause.

int main(int argc, char *argv[])
{
    sighandler_t oldHandler = signal(SIGINT, handler);
    if (oldHandler == SIG_ERR)
        err_exit("signal error");

    while (getchar() != ‘\n‘)
        sleep(1);

    // 等价于 signal(SIGINT, SIG_DFL)
    if (signal(SIGINT, oldHandler) == SIG_ERR)
        err_exit("signal error");

    while (true)
        sleep(1);
}

//实例: 捕获所有信号, 并打印信号的信息
int main()
{
    for (int i = 1; i < NSIG; ++i)
    {
        if (signal(i, sigHandler) == SIG_ERR)
        {
            cerr << "signal " << i << ": " << strsignal(i) << " set error";
            cerr << ", errno desc: " << strerror(errno) << endl;
        }
    }

    while (true)
        pause();
}

void sigHandler(int signo)
{
    cout << "catch a signal, signo = " << signo << ", desc: " << strsignal(signo) << endl;
}