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一、信号的处理是否是立即处理的？

 二、信号如何保存

1、阻塞、未决、递达

2、信号集

3、信号集操作函数

4、sigprocmask函数

5、sigpending 函数

上篇文章我们讲解了信号的产生：Linux：进程信号（一）信号的产生

接下来我们来看一下信号的保存

一、信号的处理是否是立即处理的？

        信号的处理是否立即进行，取决于信号的类型、进程的当前状态，以及进程对信号的处理策略。

1. 信号的优先级：某些信号需要立即处理，比如 SIGKILL（强制终止进程）和 SIGSTOP（暂停进程）。这些信号一旦被发送给目标进程，操作系统会立即采取行动。其他信号，比如 SIGTERM 或 SIGUSR1，可能会被延迟处理，特别是在进程有更高优先级的任务在进行时。

2. 进程的状态：如果进程正在内核态（如系统调用期间），信号的处理可能被延迟，直到进程回到用户态。此外，如果进程正在被其他信号阻塞，或处于某种临界区，信号也可能被暂时推迟。

3. 信号的阻塞和掩码：进程可以通过信号掩码来阻止某些信号的立即处理。操作系统将这些阻塞的信号放入进程的信号队列中，直到进程解除阻塞。

4. 信号处理函数：进程可以设置信号处理函数。当信号到达时，如果进程当前正在运行中，它可能会等到适当的时机（如下一个调度周期）才调用信号处理函数。

 二、信号如何保存

信号需要被进程记录下来，以确保即使在信号到达时进程无法立即处理时，信号也不会丢失。这种记录通常发生在进程的信号队列中。

信号队列是内核为每个进程维护的一个数据结构，用于存储已经到达但尚未被处理的信号。当进程接收到信号时，内核将信号放入进程的信号队列中，然后等待进程在适当的时机处理它们。这样做可以确保即使进程在信号到达时处于某种阻塞状态，也能够在稍后的时候处理这些信号。

信号队列通常存储在内核的内存中，并且对于每个进程都有一个单独的信号队列。进程可以使用系统调用来检查它的信号队列，并且可以对信号队列进行操作，比如阻塞或解除阻塞某些信号。

1、阻塞、未决、递达

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。

 如下图所示

比特位的位置表示信号的编号，比如图中是三号信号，三号信号产生后，未决信号集对应位置为1，内核来判断是否应该被处理，如果被处理则置为0 。而如果该信号被阻塞，那么就不会被处理，直到阻塞解除。

那么信号集如何管理呢：

2、信号集

sigset_t 用于表示一组信号，通常用于表示被阻塞的信号集合或者待处理的信号集合。

在内部实现上，sigset_t 可以被看作是一个位图，其中每个位代表一个信号。如果某个位被设置为 1，则表示对应的信号被包含在集合中；如果被设置为 0，则表示对应的信号不在集合中。

这种位图的表示方式非常高效，因为它可以用很小的内存空间表示很多信号。通常情况下，sigset_t 的大小被限制在一个字（通常是 32 位或 64 位）的大小范围内，所以它适用于表示系统支持的信号数量。

sigset_t可以本质上被视为一个位图 ,关于位图我们前面也介绍过：C++：Hash应用【位图与布隆过滤器】

3、信号集操作函数

#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);

4、sigprocmask函数

#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

how参数的取值：

我们通过代码来测试一下：

#include<signal.h>
#include<iostream>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>


int main()
{
    sigset_t set,oset;
    sigemptyset(&set);
    sigemptyset(&oset);
    sigaddset(&set,SIGINT);//屏蔽2号信号
    sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,&oset);
    while(true)
    {
        std::cout<<"我是"<<getpid()<<"号进程"<<std::endl;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行代码后我们使用Ctrl+c发出2号信号，没有停止

因为2号信号已经被屏蔽，就算使用kill命令发出也是一样的：

那么我们来解除阻塞后会不会恢复正常呢：

#include<signal.h>
#include<iostream>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>


int main()
{
    sigset_t set,oset;
    sigemptyset(&set);
    sigemptyset(&oset);
    sigaddset(&set,SIGINT);//屏蔽2号信号
    sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,&oset);
    while(true)
    {
        std::cout<<"我是"<<getpid()<<"号进程"<<std::endl;
        sleep(20);
        sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&set,&oset);//20秒后解除阻塞
    }
    return 0;
}

可以看到

在未解除前，我们发送2号信号是没用的，但在20秒后，会自动处理2号信号退出。

因为阻塞并不是处理，信号依旧保持未决，暂时不递达，直到解除对信号的阻塞。

需要注意的是，9号信号是不会被屏蔽的，大家可以在上面代码的基础上测试。

5、sigpending 函数

sigpending 函数用于获取当前被阻塞但是仍然排队等待传递给进程的信号集合。也就是未决信号集

int sigpending(sigset_t *set);

#include<signal.h>
#include<iostream>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

void printsigset(sigset_t *set)
{
    for(int i=31;i>=0;i--)
    {
        if(sigismember(set,i))
        {
            std::cout<<"1";
        }
        else
        {
            std::cout<<"0";
        }
    }
    std::cout<<std::endl;
}
int main()
{
    sigset_t set,oset;
    sigemptyset(&set);
    sigemptyset(&oset);
    sigaddset(&set,SIGINT);//屏蔽2号信号
    sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,&oset);
    while(true)
    {
        std::cout<<"我是"<<getpid()<<"号进程"<<std::endl;
        sigpending(&oset);
        printsigset(&oset);
        sleep(1);
    }
    return 0;
}