Linux操作系统——进程信号

1.信号的概念

生活当中哪些场景算信号呢？比如说你晚上调了个闹钟，然后第二天早上你听到了闹钟响了你就知道该起床了，这种机制就叫做信号机制。在生活中我们的信号是非常非常多的，比如说有：红绿灯，下课铃声，狼烟，防控警报，电话铃声。那我们就以红绿灯为例，你为什么会认识红绿灯呢？因为在我们的小时候有人告诉过我们红绿灯的特征，红灯停，绿灯行这种理解。如何认识红绿灯呢？1.识别红绿灯 2.知道对应的灯亮了，意味着什么，要做什么。信号没有产生的时候，其实我们已经能够知道怎么处理这个信号了，而信号产生了，我们不一定要立即处理它，而是我们在合适的时候处理。比如说我们平常点了一个外卖，然后你跟你的室友开了一把游戏，然后你知道外卖小哥会给你打电话，但是你并不清楚什么时候会给你打电话，但是可能你正打到一半游戏，电话就来了，但是你可能接到电话之后外卖小哥要你下去取外卖，但是你对于外卖迟一点取并不会有太大问题，所以你会选择先把游戏打完再下去取。也就是说信号的到来，我们并不清楚具体什么时候，信号到来相对于我正在做的工作，是异步产生的。而如果要想做到这一点，我们就需要一种能力，将已经到来的信号进行暂时保存。而我们上述谈到的我，你都是以进程为单位来看待的，进程在设计的时候一定是能够识别系统中会出现的各种信号的这种能力的，而信号产生了，进程可以选择在合适的时候进行处理，要想在合适的时候处理，那么进程又必须要有能够将信号暂时保存的能力。

根据上面提到的我们可以总结出以下结论：

我们的信号为了能够支持进程识别，它也是需要带上编号的：

每一种信号都是通过编号来标识它的唯一性

什么叫做信号：信号是一种向目标进程发送通知消息的一种机制。

而我们如果用如下代码：

#include<iostream>
#include<unistd.h>


int main()
{
    while(true)
    {
        std::cout<<"running ..."<<std::endl;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

然后进行编译产生可执行运行的时候我们一开始可以通过ctrl+c发送信号终止进程，发现该进程在运行的时候我们输入指令是不起作用的，而如果通过./process &将该进程变成后台进程，那么输入的指令和该进程就不会互相影响了，但是这种后台进行通过ctrl+c是不能够杀死的，需要通过发送信号kill -9 进程的pid来杀死该进程。

进程在运行的时候，一种叫前台进程（命令行操作的时候只能有一个），一种叫后台进程(./xxx &)（可以有多个）。

而如何判断一个进程是否是前台进程可以通过判断一个进程有没有能力接受用户输入，为什么前台进程只有一个？很容易理解，因为键盘只有一个。

通过jobs命令可以用来查看后台进程

把后台进程移到前台可以用 fg number命令：

由于bash也是进程，所以bash会自动被操作系统移到后台去，然后当我们用ctrl+c命令后将1这个后台进程杀死之后，操作系统又会自动的将bash进程换到前台，所以就出现了以上现象，那就说明我们平常用的ctrl+c一般情况下是用来终止前台进程的。而操作系统会自动的将bash进程提到前台来。

而如果我们将后台2进程提到前台后通过命令ctrl+z让它暂停之后会出现很多的问题，因为如果前台被暂停了，不能通过键盘输入指令，系统就会挂掉，所以说前台进程不能被暂停（ctrl+z）如果被暂停，该前台进程必须被立即放到后台，所以才有我们刚刚看到的前台进程被shell进程顶替了，才导致系统没有挂掉。如果我们想继续让该被暂停的进程继续跑起来就需要通过指令bg number,也就是：

我们发现它从stopped变成了running了，说明又跑起来了。

2.信号的产生

下面我们通过用代码证明一下ctrl+c是通过对进程发送了2号信号，然后调用了相对应的让进程终止的方法让该进程终止的。

我们先来认识一个接口：

signal接口通过传一个信号编号也就是我们前面kill -l打印出来的对应的信号的编号，然后后面是一个函数指针，也就是通过修改信号编号做出对应的动作（函数），我们通过编写以下代码，也就是将2号信号做出的响应改成我们的handler函数里面要执行的操作：也就是会打印出一段文字，然后还会直接退出，进程退出码是1

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

void handler(int signo)
{
    std::cout<<"获得一个2号信号"<<std::endl;
    exit(1);
}

int main()
{
    signal(2,handler);
    while(true)
    {
        std::cout<<"running ..."<<std::endl;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行结果：

信号的产生方式

2.1终端按键产生信号

可以通过键盘进行信号的产生，ctrl+c向前台发送2号信号

我们发现没有0号信号，其实0号信号就是进程没有收到信号，正常运行的，至于结果对不对可以看进程的退出码来进行判断。这里也没有32号信号，33号信号。操作系统为了能处理信号，给每个进程都维护了一张函数指针数组这样的表，这张表数组对应的下标就是我们信号对应的编号。也就是说：每一个进程都有一张自己的函数指针数组，数组的下标就和信号编号强相关。

什么是发送信号呢？

对于普通信号来讲，进程收到信号之后，进程要表示自己是否收到了某种信号？所以对于进程来讲是要将这些信号进行管理起来的，如何管理呢？先描述，再组织。一定是需要某种数据结构来进行描述，首先需要考虑到的点是：是否和某种这两个次如何用数据结构来解决。当听到是否的时候我们可以选择用位图来表示，让比特位的位置决定信号编号，比特位的内容决定是否收到信号。

那么在struct task_struct里面就可以维护一个信号位图

struct task_struct

{

//信号位图

0000 0010

uint32_t sigbitmap;

}

操作系统向目标进程发送信号，这句话如何理解呢？其实准确的说应该是操作系统向目标进程写信号。

而无论信号有多少种产生方式，永远只能让操作系统向目标进程进行发送！因为操作系统是进程的管理者。

每个进程对于信号都有两个东西：

1.函数指针数组

2.信号位图

通过函数指针数组（解决了我们前面谈到的提前知道如何处理它的问题）和信号位图（识别信号）我们就解决了前面谈到的两个问题。

下面我们再用代码来验证以下signal这个接口将能够修改函数指针数组的内容，使得信号编号对应的方法被用户自定义实现。

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<cstdlib>
void handler(int signo)
{
    std::cout<<"获得一个"<<signo<<" 号信号"<<std::endl;
    //exit(1);
}

int main()
{
    signal(2,handler);
    signal(19,handler);
    signal(20,handler);
    signal(3,handler);

    while(true)
    {
        std::cout<<"running ...,pid: "<<getpid()<<std::endl;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

我们通过ctrl+c发送2号信号不退出，还有ctrl+z发送20号信号也让进程不退出，还有ctrl+\发送3号信号不退出。

运行结果：

我们发现运行之后通过控制中断发送信号并没有让进程退出，说明确实signal接口是通过修改对应信号编号的处理过程来自定义处理的。但是并不是所有的信号编号都可以被自定义函数方法的，只有少量信号是不能被修改的，比如我们常用来杀死进程的9号信号。下面我们可以修改代码为：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<cstdlib>
void handler(int signo)
{
    std::cout<<"获得一个"<<signo<<" 号信号"<<std::endl;
    //exit(1);
}

int main()
{
    signal(9,handler);

    while(true)
    {
        std::cout<<"running ...,pid: "<<getpid()<<std::endl;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行结果：

发现对9号信号不可被自定义捕捉。

另外如果我们想要详细的看我们信号编号对应的默认初始化动作可以通过执行命令：

man 7 signal

查看对信号的详细处理，该手册会存在一张表：

表中的signal就是信号编号，Value就是值是多少，Action就是对应的默认动作，Comment就是对默认动作的描述.

2.2系统调用产生信号

下面我们来通过手册查看这个系统调用的接口：

process.cc

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<cstdlib>

static void Usage(const std::string & proc)
{
    std::cout<<"\nUsage: "<<proc<<" signumber process\n"<<std::endl;
}

void handler(int signo)
{
    std::cout<<"获得一个"<<signo<<" 号信号"<<std::endl;
    //exit(1);
}

int main(int argc,char* argv[])
{

    if(argc != 3)
    {
        Usage(argv[0]);
        exit(0);
    }

    int signumber = std::stoi(argv[1]);
    int processid = std::stoi(argv[2]);

    kill(processid,signumber);

    // signal(9,handler);

    // while(true)
    // {
    //     std::cout<<"running ...,pid: "<<getpid()<<std::endl;
    //     sleep(1);
    // }
    // return 0;
}

test.c

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>


int main()
{
    while(1)
    {
        printf("I am a process , pid: %d\n",getpid());
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行结果：

其实还有两个系统调用接口：

一个是raise，表示给自己这个进程发送一个信号。

另一个是abort，这是个函数，表示让该进程终止。

2.3硬件异常产生信号

硬件异常被硬件以某种方式被硬件检测到并通知内核,然后内核向当前进程发送适当的信号。例如当前进程执行了除以0的指令,CPU的运算单元会产生异常,内核将这个异常解释为SIGFPE信号发送给进程，也就是对应的8号信号。

用以下代码进行测试：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<cstdlib>

int main()
{

    int a = 10;
    a/=0;
    return 0;
}

运行结果：

而我们如果对8号信号进行自定义捕捉的话：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<cstdlib>

void handler(int signo)
{
    std::cout<<"获得一个"<<signo<<" 号信号"<<std::endl;
    //exit(1);
}


int main()
{

    signal(8,handler);
    int a = 10;
    a/=0;
    return 0;
}

运行结果：

再比如当前进程访问了非法内存地址,,MMU会产生异常,内核将这个异常解释为SIGSEGV信号发送给进程。

将代码修改成：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<cstdlib>

int main()
{
    int * p = nullptr;
    *p = 100;
    return 0;    
}

运行结果：

由于是11号信号，所以修改代码：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<cstdlib>

void handler(int signo)
{
    std::cout<<"获得一个"<<signo<<" 号信号"<<std::endl;
    sleep(1);
    //exit(1);
}

int main()
{
    signal(11,handler);
    int * p = nullptr;
    *p = 100;
    return 0;    
}

运行结果：

进程不退出，操作系统检测到异常依然发送11号信号，操作系统认为自己解决了，而发送的11号信号并没有让该进程退出，只是打印一条语句，所以CPU也跟着做了继续执行下去，就这样陷入了循环。

2.4由软件条件产生信号

SIGPIPE是一种由软件条件产生的信号,在“管道”中已经介绍过了。这里主要介绍alarm函数和SIGALRM信号。

#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
调用alarm函数可以设定一个闹钟,也就是告诉内核在seconds秒之后给当前进程发SIGALRM信号, 该信号的默认处理动作是终止当前进程。

下面我们对该接口进行测试：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<cstdlib>


int cnt = 0;
int n = 0;

void handler(int signo)
{
    n = alarm(0);
    std::cout<<"result: "<<n<<std::endl;
    //std::cout<<"get a signo: "<<signo<<"alarm : "<<cnt++<<std::endl;
    exit(0);
}

int main(int argc,char* argv[])
{
    signal(14,handler);
    std::cout<<"pid: "<<getpid()<<std::endl;
    alarm(30);

    while(true)
    {
        cnt++;
    }
    return 0;
}

运行结果：

我们可以看到，如果上次的闹钟还没有结束，那么再次调用alarm的话，返回值是上次闹钟剩余的时间。如果结束了，则返回0。

闹钟就是一种软件条件。

操作系统中的时间：

1.所有用户的行为，都是以进程的形式在OS种表现的

2.操作系统只要把进程调度好，就能完成所有的用户任务。

3.CMOS,中期性的，高频率的向CPU发送时钟中断。

朴素的对操作系统进行理解：

操作系统本质，就是一个死循环

操作系统启动首先做对各种中断的陷阱的初始化工作。

while(1)

{

pause();

}

操作系统的执行是基于硬件中断的。

core dump

这里面的收到信号后的Action里面的Ign，Cont,Stop我们都并不需要太关心，因为这些都不是出现什么太大的问题而发出的信号，而像Term这种要么是确确实实出现问题了，要么就是被手动杀掉了，都还不是特别严重，而像Core这种就是相对于问题比较严重的情况下做出的动作了，比如说非法内存访问，浮点数错误这是需要用户取溯源的比较严重的问题。然后我们这里谈概念的话了解的不是特别清楚，所以我们下面用一小段测试的代码来进行测试。

test_signal.cc

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

int main()
{
    int a = 10;
    a/=0;
    return 0;
}

运行结果：

这就是我们刚刚所说的Core

同样会让一个进程终止，但是会做一个dump core叫做核心转储。意思是会在进程运行的当前目录下形成一个core.pid的一个文件，它在内存中运行时崩溃了，它会把你这个进程运行时崩溃时核心的上下文数据全部转储到磁盘上形成一个临时文件(文件名为core,运行的进程的pid为文件后缀形成的临时文件)。

我们通过一条命令 ulimit -a 来查看core file size（也就是core文件的大小）

我们发现它的大小是0，也就是说core file默认是被关闭了，无法形成，但是我们可以通过指令来将他打开，然后我们再看形成的core文件。

如果要修改core file size 那么我们就用命令 ulimit -c +需要设置的文件大小。

这样就把core file size重新设置了大小，也相当于把它打开了。这个设置只是内存级的设置，如果我们把xshell关闭了，那么该设置又会恢复成0，同时这个设置也只对当前的shell窗口设置的，而不是对当前的用户设置的

我们发现形成了一个core.579的临时文件，为了方便看到这个文件是通过core.pid的形式形成的我们把代码改成：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

int main()
{
    std::cout<<"pid: "<<getpid()<<std::endl;
    int a = 10;
    a/=0;
    return 0;
}

运行结果：

形成了一个core.877的临时文件，我们发现刚好是这个进程的pid.这个核心转储的意义就在于程序员可以通过core.877这样的文件来查看代码从哪个位置出错了，哪里的原因让操作系统发送信号给进程的。

3.信号的保存

3.1信号其他相关概念

实际执行信号的处理动作称为信号递达(Delivery)
信号从产生到递达之间的状态,称为信号未决(Pending)。
进程可以选择阻塞 (Block )某个信号。
被阻塞的信号产生时将保持在未决状态,直到进程解除对此信号的阻塞,才执行递达的动作.
注意,阻塞和忽略是不同的,只要信号被阻塞就不会递达,而忽略是在递达之后可选的一种处理动作。

信号的处理动作称为信号递达(Delivery),信号的递达有三种方式：信号的忽略，信号的默认，信号的自定义捕捉。

信号从产生到递达之间的状态,称为信号未决(Pending)，换句话说就是信号在信号位图中。

进程可以选择阻塞 (Block )某个信号。未决之后，暂时不递达，知道解除对信号的阻塞。

3.2信号在内核中的表示

信号在内核中的表示示意图

每个信号都有两个标志位分别表示阻塞(block)和未决(pending),还有一个函数指针表示处理动作。信号产生时,内核在进程控制块中设置该信号的未决标志,直到信号递达才清除该标志。在上图的例子中,SIGHUP信号未阻塞也未产生过,当它递达时执行默认处理动作。
SIGINT信号产生过,但正在被阻塞,所以暂时不能递达。虽然它的处理动作是忽略,但在没有解除阻塞之前不能忽略这个信号,因为进程仍有机会改变处理动作之后再解除阻塞。SIGQUIT信号未产生过,一旦产生SIGQUIT信号将被阻塞,它的处理动作是用户自定义函数sighandler。
如果在进程解除对某信号的阻塞之前这种信号产生过多次,将如何处理?POSIX.1允许系统递送该信号一次或多次。Linux是这样实现的:常规信号在递达之前产生多次只计一次,而实时信号在递达之前产生多次可以依次放在一个队列里。这里不讨论实时信号。

3.3 sigset_t

从上图来看,每个信号只有一个bit的未决标志,非0即1,不记录该信号产生了多少次,阻塞标志也是这样表示的。因此,未决和阻塞标志可以用相同的数据类型sigset_t来存储,sigset_t称为信号集,这个类型可以表示每个信号的“有效”或“无效”状态,在阻塞信号集中“有效”和“无效”的含义是该信号是否被阻塞,而在未决信号集中“有效”和“无效”的含义是该信号是否处于未决状态。下一节将详细介绍信号集的各种操作。阻塞信号集也叫做当前进程的信号屏蔽字(Signal Mask),这里的“屏蔽”应该理解为阻塞而不是忽略。

3.4. 信号集操作函数

sigset_t类型对于每种信号用一个bit表示“有效”或“无效”状态,至于这个类型内部如何存储这些bit则依赖于系统实现,从使用者的角度是不必关心的,使用者只能调用以下函数来操作sigset_ t变量,而不应该对它的内部数据做任何解释,比如用printf直接打印sigset_t变量是没有意义的

#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);
int sigfillset(sigset_t *set);
int sigaddset (sigset_t *set, int signo);
int sigdelset(sigset_t *set, int signo);
int sigismember（const sigset_t *set, int signo);

函数sigemptyset初始化set所指向的信号集,使其中所有信号的对应bit清零,表示该信号集不包含任何有效信号。
函数sigfillset初始化set所指向的信号集,使其中所有信号的对应bit置位,表示该信号集的有效信号包括系统支持的所有信号。
注意,在使用sigset_ t类型的变量之前,一定要调用sigemptyset或sigfillset做初始化,使信号集处于确定的状态。初始化sigset_t变量之后就可以在调用sigaddset和sigdelset在该信号集中添加或删除某种有效信号。

这四个函数都是成功返回0,出错返回-1。sigismember是一个布尔函数,用于判断一个信号集的有效信号中是否包含某种信号,若包含则返回1,不包含则返回0,出错返回-1。

sigprocmask

调用函数sigprocmask可以读取或更改进程的信号屏蔽字(阻塞信号集)。

#include <signal.h>
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset);
返回值:若成功则为0,若出错则为-1

如果oset是非空指针,则读取进程的当前信号屏蔽字通过oset参数传出。如果set是非空指针,则更改进程的信号屏蔽字,参数how指示如何更改。如果oset和set都是非空指针,则先将原来的信号屏蔽字备份到oset里,然后根据set和how参数更改信号屏蔽字。假设当前的信号屏蔽字为mask,下表说明了how参数的可选值。

如果调用sigprocmask解除了对当前若干个未决信号的阻塞,则在sigprocmask返回前,至少将其中一个信号递达。

下面我们来看一段测试代码：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

void handler(int signo)
{
    std::cout<<"handler"<<signo<<std::endl;
}

int main()
{
    std::cout<<"getpid: "<<getpid()<<std::endl;
    
    signal(2,handler);

    sigset_t block,oblock;

    sigemptyset(&block);
    sigemptyset(&oblock);


    for(int signo = 1;signo<=31;signo++) sigaddset(&block,signo);

    sigprocmask(SIG_SETMASK,&block,&oblock);

    while(true)
    {
        std::cout<<"我已经屏蔽了所有信号，来打我啊！"<<std::endl;
        sleep(1);
    }



    return 0;
}

运行结果：

sigpending

#include <signal.h>
sigpending
读取当前进程的未决信号集,通过set参数传出。调用成功则返回0,出错则返回-1。下面用刚学的几个函数做个实验。程序如下:

程序运行时,每秒钟把各信号的未决状态打印一遍,由于我们阻塞了SIGINT信号,按Ctrl-C将会使SIGINT信号处于未决状态,按Ctrl-\仍然可以终止程序,因为SIGQUIT信号没有阻塞。

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

void PrintPending(const sigset_t &pending)
{
    for(int signo = 31;signo>0;signo--)
    {
        if(sigismember(&pending,signo))
        {
            std::cout<<"1";
        }
        else
        {
            std::cout<<"0";
        }

    }
    std::cout<<std::endl;
}

void handler(int signo)
{

    std::cout<<"handler"<<signo<<std::endl;
}

int main()
{

    signal(2,handler);
    std::cout<<"getpid: "<<getpid()<<std::endl;

    //1.屏蔽2号信号
    sigset_t set,oset;
    sigemptyset(&set);
    sigemptyset(&oset);
    sigaddset(&set,2);
    sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,&oset);

    //2.让进程不断获取当前进程的pending
    int cnt = 0;
    sigset_t pending;
    while(true)
    {
        sigpending(&pending);
        PrintPending(pending);

        sleep(1);
        
        cnt++;
        if(cnt==5)
        {
            std::cout<<"解除对2号信号的屏蔽，2号信号准备递达"<<std::endl;
            sigprocmask(SIG_SETMASK,&oset,nullptr);
        }
    }


    return 0;
}

运行结果：

这就叫做屏蔽信号。

4.信号的处理

信号在合适的时候被处理——那么什么时候被处理呢？进程从内核态返回到用户态的时候，进行信号的检测和信号的处理。

用户态是一种受控的状态，能够访问的资源是有限的。

内核态是一种操作系统的工作状态，能够访问大部分系统资源。

系统调用背后就包含了身份的变化。

内核如何实现信号的捕捉

如果信号的处理动作是用户自定义函数,在信号递达时就调用这个函数,这称为捕捉信号。由于信号处理函数的代码是在用户空间的,处理过程比较复杂,举例如下: 用户程序注册了SIGQUIT信号的处理函数sighandler。当前正在执行main函数,这时发生中断或异常切换到内核态。在中断处理完毕后要返回用户态的main函数之前检查到有信号SIGQUIT递达。内核决定返回用户态后不是恢复main函数的上下文继续执行,而是执行sighandler函数,sighandler和main函数使用不同的堆栈空间,它们之间不存在调用和被调用的关系,是两个独立的控制流程。 sighandler函数返回后自动执行特殊的系统调用sigreturn再次进入内核态。如果没有新的信号要递达,这次再返回用户态就是恢复main函数的上下文继续执行了。

我们下面用一段代码来看看内核如何实现信号的捕捉，首先我们先认识一个sigaction的接口:

#include <signal.h>
int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact);

man 手册：

sigaction函数可以读取和修改与指定信号相关联的处理动作。调用成功则返回0,出错则返回- 1。signo是指定信号的编号。若act指针非空,则根据act修改该信号的处理动作。若oact指针非空,则通过oact传出该信号原来的处理动作。act和oact指向sigaction结构体:
将sa_handler赋值为常数SIG_IGN传给sigaction表示忽略信号,赋值为常数SIG_DFL表示执行系统默认动作,赋值为一个函数指针表示用自定义函数捕捉信号,或者说向内核注册了一个信号处理函数,该函数返回值为void,可以带一个int参数,通过参数可以得知当前信号的编号,这样就可以用同一个函数处理多种信号。显然,这也是一个回调函数,不是被main函数调用,而是被系统所调用。

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

void Print(const sigset_t & pending);

void handler(int signo)
{
    std::cout<<"get a sig: "<<signo<<std::endl;
     while(true)
    {
        sigset_t pending;
        sigpending(&pending);
        Print(pending);
        sleep(1);
    }
}

void Print(const sigset_t & pending)
{
    for(int signo = 31;signo>0;signo--)
    {
        if(sigismember(&pending,signo))
        {
            std::cout<<"1";
        }
        else
        {
            std::cout<<"0";
        }
    }
    std::cout<<std::endl;
}


int main()
{
    std::cout<<"getpid: "<<getpid()<<std::endl;
    struct sigaction act,oact;
    act.sa_handler = handler;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    sigaddset(&act.sa_mask,3);

    sigaction(2,&act,&oact);

    while(true) sleep(1);

    return 0;
}

这段代码是在信号处理时屏蔽的信号除了屏蔽2号信号还可以屏蔽3号信号。

运行结果：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

void Print(const sigset_t & pending);

void handler(int signo)
{
    std::cout<<"get a sig: "<<signo<<std::endl;
    sleep(1);
    // while(true)
    // {
    //     sigset_t pending;
    //     sigpending(&pending);
    //     Print(pending);
    //     sleep(1);
    // }
}

void Print(const sigset_t & pending)
{
    for(int signo = 31;signo>0;signo--)
    {
        if(sigismember(&pending,signo))
        {
            std::cout<<"1";
        }
        else
        {
            std::cout<<"0";
        }
    }
    std::cout<<std::endl;
}


int main()
{
    signal(2,handler);
    signal(3,handler);
    signal(4,handler);
    signal(5,handler);

    sigset_t mask,omask;
    sigemptyset(&mask);
    sigemptyset(&omask);

    sigaddset(&mask,2);
    sigaddset(&mask,3);
    sigaddset(&mask,4);
    sigaddset(&mask,5);

    sigprocmask(SIG_SETMASK,&mask,&omask);

    // std::cout<<"getpid: "<<getpid()<<std::endl;
    // struct sigaction act,oact;
    // act.sa_handler = handler;
    // sigemptyset(&act.sa_mask);
    // sigaddset(&act.sa_mask,3);

    // sigaction(2,&act,&oact);


    int cnt = 20;
    std::cout<<"getpid: "<<getpid()<<std::endl;
    while(true)
    {
        sigset_t pending;
        sigpending(&pending);
        Print(pending);
        cnt--;
        sleep(1);
        if(cnt==0)
        {
            sigprocmask(SIG_SETMASK,&omask,nullptr);
            std::cout<<"cancel 2, 3, 4, 5 block"<<std::endl;
        }
    }

    return 0;
}

我们先把2，3，4，5这一批信号都屏蔽20s，然后在这20s内发送2，3，4，5号信号来观察系统如何处理这些信号

运行结果：

我们发现会将多个信号一起递达处理。

5.信号的其他补充问题

可重入函数

main函数调用insert函数向一个链表head中插入节点node1,插入操作分为两步,刚做完第一步的时候,因为硬件中断使进程切换到内核,再次回用户态之前检查到有信号待处理,于是切换到sighandler函数,sighandler也调用insert函数向同一个链表head中插入节点node2,插入操作的两步都做完之后从sighandler返回内核态,再次回到用户态就从main函数调用的insert函数中继续往下执行,先前做第一步之后被打断,现在继续做完第二步。结果是,main函数和sighandler先后向链表中插入两个节点,而最后只有一个节点真正插入链表中了。
像上例这样,insert函数被不同的控制流程调用,有可能在第一次调用还没返回时就再次进入该函数,这称为重入,insert函数访问一个全局链表,有可能因为重入而造成错乱,像这样的函数称为不可重入函数,反之,如果一个函数只访问自己的局部变量或参数,则称为可重入(Reentrant) 函数。想一下,为什么两个不同的控制流程调用同一个函数,访问它的同一个局部变量或参数就不会造成错乱?

如果一个函数符合以下条件之一则是不可重入的: