信号定义

操作系统内核区响应了某些条件而产生一个事件，操作系统可以把该事件发给进程。

对于这个进程来说，这个事件就是信号。进程在接收到信号后会采取相应的动作。

优缺点

信号优点：灵活，方便，快捷 信号缺点：只能传递简单的信息。

本质

就是软件层次对中断的模拟，signal机制可以被理解为进程的软中断，它是一种异步通信机制。

如果不理解软中断，异步通信等，也没关系，记住一句话就可以了。信号是linux内核给进程组发的简短信息。

举例

(1)假设用户启动了一个交互式的前台进程，然后通过ctrl+c结束它，系统通过键盘产生一个硬件中断。 (2)cpu 受硬件中断的影响暂停用户空间的代码， (3)操作系统将该硬件中断解释为一个 SIGINIT 信号，并将其记录在进程的 PCB 的信号位图上（信号位图就是一个 PCB 中表示信号的位图）。 (4)该进程收到信号后会返回内核区，在进程从内核区返回用户区继续执行之前，会检查 PCB 中的信号位图，就可以检测到 SIGINT 信号，SIGINT 信号默认处理动作为终止进程，所以就将进程直接终止了。

linux的所有信号

我们可以通过kill -l来查看linux的所有信号。

使用硬件发送信号

其实这一段已经说过了，大家多看几遍，和接下来的几种方法对比一下。

进程奔溃的本质

• CPU内部有一个状态寄存器。如果CPU的计算过程出现了错误，错误信息就会被存储在这个状态寄存器中，CPU也会立马终止进程的代码。
• 操作系统随时在监视CPU的状态，CPU的状态寄存器记录了异常，操作系统立马就会去给造成异常的进程发送信号，不同的信号包含了不同的错误信息，我们就看到了进程的报错信息。

调试方法

原理

信号之中都有一个core dump标志位。这个标志位的默认值为0，对于大多数进程终止信号，都会将该标志位设置为1，然后将进程的信息转存到core文件中，方便我们后期调试。

步骤

• 查看core文件的大小上限，如果为0，表示不会生成core文件

ulimit -c

• core文件的大小设置为不限制

ulimit -c unlimited

• 生成一个可调试的执行文件

g++ -g xxx.cpp -o xxx

或者 CMakeLists.txt 中则添加set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -g")

• 执行该可执行文件，发生段错误，生成core文件

./xxx

• 使用gdb调试

gdb ./xxx core.xx

没有core文件生成

core文件是由core文件的配置文件 (/proc/sys/kernel/core_pattern) 控制生成的。

该配置文件可以设置pid，uid等属性，有兴趣可以研究一下。

有时这个配置文件会设定为将内容重定向到某个文件中。该文件不能直接修改，标准的修改方法是：

sudo bash -c "echo core > /proc/sys/kernel/core_pattern"

系统调用发送信号

int main(int argc, char* argv[]) {
    if(argc != c) {
        std::cout << "process needs a pid parament" << std::endl;
        return -1;
    }
    if (kill(atoi(argv[1]),SIGINT) == -1) {
        perror("kill func error");
        return -1;
    }
    return 0;
}

也可以直接使用kill命令发生信号，其实kill命令就是对kill函数的封装。

软条件中断

就是定时器或某些操作不满足而产生的中断。 注意区分一下软条件中断和进程异常的区别。软条件中断是软件需要我们中断，整个程序是没有错误的。而进程异常产生的信号就是完完全全的错误了。

(1) 最典型的软条件中断就是定时器了。也就是alarm函数 在现代C++程序中，我们的定时器一般都使用C++11的chrono库提供的计时方法

C++11标准的计时方法相比于传统的alarm函数优势还是很大的。无论是稳定性，还是可扩展性，灵活性，C++的chrono库都有优势。

这里就不演示alarm函数了，因为我们以后使用的都是chrono提供的计时功能。网络部分，就会讲chrono的。

(2) 还有就是一些操作条件不满足导致的信号了，比如管道读端已经退出了，还进行写操作，就会收到SIGPIPE的信号，因为这样的操作完全没有意义。

信号的接收处理

默认处理 每一种信号都有默认的处理方式。

// 这段代码相当于没写
int main() {
    if(signal(SIGINT,SIG_DFL) == SIG_ERR) {
        perror("signal func error");
        return -1;
    }
    return 0;
}

忽略处理 可以让进程忽略某些信号，注意SIGKILL和SIGSTOP信号不能被忽略，也就是9号(kill)和19号信号。

//该程序无法用 Ctrl+C 终止
int main() {
    if(signal(SIGINT,SIG_IGN) == SIG_ERR) {
        perror("signal func error");
        return -1;
    }
    while(1) {
        std::cout<< "hello world" <<std::endl;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

对信号进行捕捉 注意，SIGKILL和SIGSTOP信号不能被捕捉。

//按下Ctrl+C 输出catch SIGINT signal
void signal_handler_func(int signalNum) {
    std::cout<< "catch SIGINT signal" <<std::endl;
}

int main() {
    if(signal(SIGINT,signal_handler_func) == SIG_ERR) {
        perror("signal func error");
        return -1;
    }
    while(1) {
        std::cout<< "hello world" <<std::endl;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

总结 其实SIGKILL和SIGSTOP信号的特殊性很容易理解，如果这两个信号都可以被捕捉或忽略，那么进程就无法终止了。

在现代C++项目中，信号本身用的比较少了，所以用信号进行通信的方式也比较少了。在linux的c项目中，这些是绝对的核心。

因为我这一系列是以C++为项目核心的，所以信号的处理就到这里了，这些对于理解linux已经可以了。

信号集

用sigaction函数的 TODO