前文

上文主要讲了一下进程间用管道通信的相关知识，本文主要带领大家深度认识一下进程信号的相关知识，我们主要从三个方面讲解信号产生，信号保存，信号处理。

一，什么是进程信号

信号在我们的日常生活中并不少见，如红绿灯，当我们看到红灯时会知道需要停下来并且会停下来；当闹钟响起时，我们会起床；当快递员和我打电话说快递到楼下时，我们会下去拿快递等等。这些都是典型的信号，因此我们可以得到第一条结论信号其实就是信息加上处理动作。

而在这些信号中我们还发现一个特征，就是即使还没有收到信号，我们也都明白这些信号的含义，也就是知道怎么处理信号，例如即使红绿灯红灯没亮，我们也知道红灯需要停下来等待。而在进程中也是这样，现实里是老师或者家长教会我们如何处理信号，而在进程中是我们程序员教会我们的进程如何处理信号

另外，在我们的日常生活中，信号可能随时产生，例如快递，我们不知道快递具体的送到时间，假如快递送到的时候，我们在打LOL激情排位，马上就要把对方家推掉了，此时我们可能会让快递员在下面等俩分钟，我们打完再下去拿。此时就形成了信号产生————信号保存————信号处理，在原先的信号产生和信号处理中间多了个信号保存，即使我们不能立即处理这个信号，也需要把他保存起来，留到后面处理。因此，信号的产生对于进程来讲是异步的，也就是进程并不清楚信号什么时候传递进来，因此在接收到信号之前都在忙自己的事，不会什么也不做就等着信号的传递。

那么信号在进程中是怎么保存的呢？又是记录在哪里的呢？

首先我们来看看linux中的常用信号

如上图所示，每个信号都由一个编号和一个宏定义名称组成,以红线为界限，前31个信号是常规信号是我们这节课要学习的重点，后面的是实时信号我们目前不学习。

因此我们需要保存的信号就是前31个，那么有什么办法呢？这里我们只需要确认是否接受到信号，也就是信号有无的问题，因此我们可以用0表示没有，1表示有，恰好信号为31个，因此我们可以用位图的数据结构来表示，也就是用一个32位整形的每一个二进制位映射一个信号，如第一个比特位映射信号1

那么这数据是在哪里保存的呢？

在linux中，每一个进程，操作系统都会创建一个task_struct结构体保存其相关信息，因此上面的signal就保存在进程对应的task_struct中

struct task_struct
{
    ...
    uint_32 signal;
    ...
};

因此我们可以得知，所谓的发信号其实就是写入信号，直接修改进程的信号位图中映射的比特位，而task_struct结构由操作系统直接维护，只能由操作系统修改，因此后面无论信号如何产生，最后都有操作系统完成发送

讲完信号保存我们来稍微认识一下信号处理，信号处理主要有以下三种方式

1.默认动作，例如红灯停，绿灯行

2.忽略信号，如红灯亮的时候你不停下来，继续走

3.用户自定义动作，如红灯的时候别人都是停下来，你就比较牛逼了，你直接来一段街舞

到此，信号的基本认识就结束了，接下来我们主要讲一下信号的产生

二，信号的产生

2.1 通过按键终端产生信号

什么是按键终端呢？其实就是用键盘输入信号，例如常见的Ctrl+c，Ctrl+\

如上图所示，用户按下Ctrl-C ,这个键盘输入产生一个硬件中断，被OS获取，解释成信号，发送给目标前台进程，前台进程因为收到信号，进而引起进程退出(主要只有前台进程才可以收到信号)

而 Ctrl+c，Ctrl+\分别对应信号2 SIGINT以及信号3 SIGQUIT.

SIGINT的默认处理动作是终止进程,SIGQUIT的默认处理动作是终止进程并且Core Dump(当一个进程要异常终止时,可以选择把进程的用户空间内存数据全部保存到磁盘上,文件名通常是core,这叫做Core Dump。)。

那么如何证明Ctrl+c，Ctrl+\分别对应信号2 SIGINT以及信号3 SIGQUIT呢？

这时我们可以用signal函数

如上图所示，handler是一个函数指针，signum为对应信号，而signal可以将接受到的signum信号的处理方式改成handler(handler函数的格式需要和上面typedef定义的格式对应)。而我们的证明方式就是将2，3号信号的处理方式改成handler从而验证Ctrl+c，Ctrl+\分别对应信号2 SIGINT以及信号3 SIGQUIT.

如上图所示，我们发现Ctrl+c，Ctrl+\分别对应信号2 SIGINT以及信号3 SIGQUIT.

2.2 调用系统函数向进程发信号

在linux中我们指令发送信号通常是用kill命名完成，而kill命令是调用kill函数实现的。kill函数可以给一个指定的进程发送指定的信号。raise函数可以给当前进程发送指定的信号(自己给自己发信号)。

#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int signo);
int raise(int signo);
这两个函数都是成功返回0,错误返回-1。

kill第一个参数的pid指的是目标进程的pid，signo为要发送的信号，rasie的signo参数也是要发送的对象，但是目标为自己。接下来我们简单运用一下

目标进程如下所示

int main()
{

    /* signal(2,myhandler);
    signal(3,myhandler); */

    while(true)
    {
        cout<<"我是进程，我的pid: "<<getpid()<<endl;
        sleep(1);

    }
    
    return 0;
}

kill进程

int main(int argc, char *argv[])
{
    int signal=atoi(argv[1]);
    int traget_id=atoi(argv[2]);
    int ret1=kill(traget_id,signal);//指令参数读取指令
    assert(ret1==0);
    
    while(true)
    {
        cout<<"我是进程，我的pid: "<<getpid()<<endl;
        sleep(10);
        int ret2=raise(9);
        assert(ret2==0);

    }
    

    return 0;
}

实验结果

如图，kill用kill函数用信号9杀死了进程8196，然后10s后调用raise用信号9杀死自己

此外除了kill和raise接口还有一个abort接口，abort接口会使当前进程接受到信号而异常终止

#include <stdlib.h>
void abort(void);
就像exit函数一样,abort函数总是会成功的,所以没有返回值

2.3 由软条件产生信号

进程在运行过程中不符合某种软件条件时OS会向进程发送信号，例如管道的读端关闭，写端依旧在向管道中写入内容，当写端将管道写满之后，OS会向写端进程发送SIGPIPE信号(13)，进程对于SIGPIPE信号的默认处理方式是Term（终止进程）。而本节主要介绍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。

这个函数的返回值是0或者是以前设定的闹钟时间还余下的秒数。打个比方,某人要小睡一觉,设定闹钟为30分钟之后响,20分钟后被人吵醒了,还想多睡一会儿,于是重新设定闹钟为15分钟之后响,“以前设定的闹钟时间还余下的时间”就是10分钟。如果seconds值为0,表示取消以前设定的闹钟,函数的返回值仍然是以前设定的闹钟时间还余下的秒数，我们来个小项目验证一下

void myhandler(int signal)
{
    cout<<"我的信号是: "<<signal<<endl;
    int n=alarm(10);
    cout<<"闹钟剩余时间: "<<n<<endl;

}

int main()
{
    cout<<"我是进程，我的pid: "<<getpid()<<endl;
    signal(2,myhandler);
    // signal(3,myhandler);
    alarm(10);//十秒后必停止
    while(true)
    {
        sleep(1);
    }
    
    return 0;
}