【Linux】进程信号(上)
文章目录
1.信号概念理解
信号产生
什么叫做信号呢？
生活当中认为是信号的是：红绿灯 闹钟 下课铃 鸡叫 手势
1.当红灯亮的时候， 你会停下来 即匹配的动作
那为什么会有这个匹配动作呢？
因为曾经有人培养过你
所以信号没有被产生，也知道怎么该处理它
2.我们能够认识并处理一个信号，是能因为识别这个信号的
若进程就是我，信号就是一个数字，进程在没有接收信号的时候，它早就知道一个信号该如何处理了
程序员在设计进程的时候，早就已经设计了对信号的识别能力
3.因为信号可能随时产生，所以在信号产生前，我可能正在做优先级更高的事情，我可能不能立马处理信号
要在后续合适的时候进行处理
如：你点了一份外卖，因为你不确定外卖什么时候到，所以开了一把游戏，当外卖小哥给你打电话说外卖到了时，游戏还没打完，所以你跟外卖小哥说等一会，马上到，然后继续打游戏，直到游戏打完，才去取外卖
信号保存
在信号产生和信号处理之间，存在时间窗口，因为没办法直接处理，需要等待后续处理
在时间窗口期间，需要被保存起来
进程收到信号的时候，如果没有立马处理这个信号，需要进程具有记录信号的能力
信号的产生对于进程来讲是异步的
异步为两者互相做自己的事，互不干扰
如：你正在上课，外卖小哥给你打电话告诉你快递到了，因为快递有重要的东西，所以你不得不现在去取，但是在你取快递的过程中，依旧在上课，上课与你取快递两件事情互不干扰
进程该如何记录对应产生的信号？记录在哪里？
可能同时收到很多信号，已经被产生但尚未处理，所以需要在时间窗口内，将这些信号保存，同时也应该将其进行管理
而管理的本质是先描述，在组织
那如何描述一个信号呢？ 用什么数据结构管理这个信号呢？
输入 kill -l 查看信号列表
可以发现在31 和34之间没有信号存在，说明信号被划分为两部分，1-31以及34-64
34-64称之为实时信号，
1-31称之为普通信号，是目前要学习的信号
数字实际上是真正的信号，而大写的名称是宏
实时操作系统
当前主流的操作系统分为实时和分时，
分时像Linux、windows操作系统，基于时间片操作器调度的，强调的是公平调度
实时 像汽车的车载系统的辅助驾驶
特点为若来一个任务，就必须优先级较高的将该任务立马处理，强调的是高响应
普通信号 ，只保存有无产生，只需在合适的时候处理信号即可
可以通过0代表没有产生，1代表产生
1-31刚好是32个比特位，所以使用位图结构管理信号
而进程使用task_struct（PCB) 内部必定要存在一个位图结构，用int表示
从低到高的比特位，依次对应1-31 信号
发送信号的本质是写入信号，直接修改特定进程的信号位图中的特定比特位，0变成1即可
比特位的位置，称之为信号的编号
比特位的内容，表示是否收到该信号
信号处理
默认处理信号的方式：
1.默认动作
2.忽略信号
3.用户自定义动作
如：拿到快递，共有三种选择
1.执行默认动作把快递打开 2.忽略快递 3. 执行自定义动作(如快递内是零食，送给你的女朋友）
2. 信号的产生
在vscode中，创建makefile文件
mysignal:mysignal.cc g++ -o $@ $^.PHONY:cleanclean: rm -f mysignal创建 mysignal.cc(以cc结尾是cpp) 文件
会一直循环打印一句话，并当前进程的包含pid值
#include#includeusing namespace std;int main(){ while(true) { cout<<"我是一个进程，我正在运行...,pid值:"< 复制SSH渠道创建终端2，在保证运行终端1的可执行程序的情况下，
在终端2中输入 kill -9 +pid值 ，终止了终端1中运行的程序
实际上 在键盘中输入 CTRL C ，终止运行程序，本质也是向对前台进程发送信号
Linux通过远程终端访问时，只允许一个进程处于前台，默认情况是bash，
所以在自己的程序运行时输入指令没有任何反应
证明输入 CTRL C 就是向前台进程发送信号
输入 man 2 signal 指令
第二个是一个函数指针 将 void(*) (int) typedef 命名为 sighandler_t
signal 函数的第一个参数 是 signsum 代表信号编号
第二个参数 是 handler 代表哪一个进程调用了signal，使指定信号不在执行默认动作，而是执行该函数指针指向的方法
输入 CTRL C 相当于发送 2号信号
修改 mysignal.cc文件内容，并运行程序 发现输入 CTRL C 指令无法结束程序
同样在终端2中输入 kill -2 pid值，也无法结束运行程序
说明对于2号信号 ，进程的默认方法是终止进程
signal 可以进行对指定动作的信号设定自定义处理动作
signal 函数内部参数传递的理解
当signal(2,handler)调用完这个函数时， handler方法没有被调用，只是发生了回调
handler作为函数的地址传过去 作为参数被函数指针接收，再通过函数指针找到handler函数 完成调用
在操作系统内部，把对应的自定义方法的地址保存起来了
handler方法什么时候被调用?
当2号信号产生的时候
如： 你小时候总喜欢在家里调皮，你老爸不管你，认为这是很正常的事情，所以你认为这是默认动作，但是你的老妈看见你调皮，就告诉你说如果下次再看见你调皮，就揍你，
所以再有调皮捣蛋事情发生，不会像你老爸那样什么都不管，你老妈会揍你
是在下次调皮发生的时候，才揍你
对于信号自定义动作的捕捉问题
默认对2号信号的处理动作：终止进程
输入 man 7 signal 指令
2号信号的动作是 Term(终止)
用signal(2,handler)，是在执行用户动作的自定义捕捉
CTRL \ 代表3号信号 ，此时虽然2号信号被置为自定义动作了，但是三号信号还没有，所以依旧能终止进程
修改mysignal.cc文件内容，加入对于3号信号的自定义动作
再次运行可执行程序时，发现使用CTRL \ 也会调用自定义动作
可以给所有信号设置同一个处理函数
若修改mysignal.cc文件内容，将1-31的所有普通信号都进行自定义动作捕捉
可当运行可执行程序时，在终端2中使用 kill -9 pid值 方式依旧可以干掉进程
9号信号被称为管理员信号，不可被自定义，只能执行默认动作
3.信号产生的方式
1.从键盘输入
在输入的时候，计算机怎么知道从键盘输入数据了呢?
键盘是通过硬件中断的方式，通知系统键盘已经按下了
CPU存在很多针脚，有自己的编号，接到主板上
键盘是通过中断控制器(如8259)连接到CPU的，
当按键盘中的某个位置时，操作系统要知道是哪个设备按下的(磁盘 键盘 网卡)
键盘通过中断控制器链接到9号阵脚处，触发中断
而从这个阵脚的数字被叫做 中断号
CPU内部有各种寄存器，当阵脚有数字时已经就绪时，向CPU寄存器的内部写数字
就完成了硬件中断
操作系统内维护一张中断向量表
中断向量表内部包含函数指针
中断号作为中断向量表的下标，直接调用中断向量表中对应的方法
而这个方法会从键盘中读取数据
2.使用系统调用向进程发送信号
kill
输入 man 2 kill 指令
第一个参数为目标进程
第二个参数为信号
向目标进程(pid)发送对应的信号(sig)
成功返回0，失败返回-1
命令行参数
main函数的两个参数，char* argv[] 为指针数组 ，argv为一张表，包含一个个指针，指针指向字符串
int argc，argc为数组的元素个数
创建mykill.cc文件
当输入./mykill时，由于有命令行参数的存在，将其放入数组下标为0的位置中，同时数组个数为0
所以进入自定义的用户手册
修改mykill.cc文件内容
c由于agrv是字符指针数组，而我们想要的目标进程和信号编号都是数字，所以需要使用atoi函数，将字符串转化为整数
创建loop.cc文件
运行loop.cc与mykill.cc文件，形成可执行程序
在终端1中运行loop
在终端2中运行输入 ./mykill 9 对应进程的pid值
9为进程编号 pid值为目标进程
输入loop进程的pid值，从而使用9号信号结束loop进程
raise
输入 man raise 指令
谁调用raise，就给谁发指定的信号
修改mykill.cc文件内容
再去调用可执行程序mykill时，自己就结束了，因为自己给自己发送2号信号
abort
输入 man abort 指令
给自己发信号
再次修改mykill.cc文件内容
没有end存在，说明当前进程自己把自己干掉了
通过添加signal的方式，若运行mykill，自动生成get a signal :6
说明使用 Aborted时使用6号信号
而在实际运行时，会自动生成get a signal :6 ，说明实际上Aborted是使用6号信号
3.由软件条件产生信号
alarm函数可以设定一个未来时间
如：alarm(5) alarm函数调用完了，5秒后给当前进程发送SIGALRM(14)信号，该信号的默认动作是终止当前进程
alarm函数返回值是0或者以前设定的时间还余下的秒数
假设你想睡一觉，设定闹钟30分钟后响，但是在20分钟后你被吵醒了，你又重新设置闹钟15分钟后响
此时返回值就是上一次余下的10分钟
修改mykill.cc文件内容
计算1S中计算机会将整数累计到多少
在这次计算中，count只有11万多，非常不符合我们的预期
因为要打印到显示器上，以及网络问题，非常拖延速度
修改count为全局变量，在发送信号时，自定义方法中输出count值
这时count的值就变成5亿多
两者相比之下，说明IO效率非常底下
来源地址：https://blog.csdn.net/qq_62939852/article/details/130374340
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