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【Linux庖丁解牛】— 保存信号！

news 2025/7/16 15:57:09

1. 信号其他相关常见概念

• 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。

我们光知道这些概念还不够，我们接下来需要知道这些概念在系统内核中的具体体现，接下来我们来看看进程PCB中的三张表：

我们首先来看到pending表，这张表实际上就是unsigned int pending，就是一张位图【比特位的位置表示信号的编号，内容表示是否收到信号】，这张表的本质作用就是记录进程收到的信号。

我们再来看到第二张表block表，这张表实际上也是unsigned int block，也是一张位图【比特位的位置表示信号的编号，内容表示是信号是否阻塞】。pending表和block表就可以决定一个进程的某个信号是否收到，是否阻塞，是否未决，是否递达。

最后我们看到第三张表handler表，该表本质上是函数指针数组，数组的类型为sighandler_t*，还记得我们的自定义信号处理方法吗：

该表的下标记录信号的编号，内容就是信号所对应的处理方式。所以：自定义信号处理方式的本质就是修改handler表！！

> 我们再来认识两个宏：SIG_IGN【ignore】 & SIG_DEL【default】

很好理解，SIG_IGN就是忽略处理的意思，ING_DEL就是恢复默认处理的意思。

下面简单写个代码使用一下：

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <functional>
#include <vector>void hander(int sig)
{std::cout<<"\nhello sig->"<<sig<<std::endl;signal(sig,SIG_DFL);std::cout<<"恢复默认处理动作\n";
}int main()
{signal(2,hander);//忽略处理// signal(2,SIG_IGN);while(true){printf("haha\n");sleep(1);}return 0;
}

2. 信号集及其操作函数

2.1 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。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。

2.2 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。

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 & sigpending

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】。

第一个参数可以传以下三个参数：

第二个参数传我们设置的信号集即可，第三个参数是输出型参数，获取旧的信号集。

下面看一下sigpending

该函数的作用就是读取当前进程的未决信号集，set即输出型参数。

> demon代码

接下来我们来写一个demon代码来将上面的函数使用一下，先说一下带代码的具体逻辑：先把当前进程的2号信号屏蔽，然后把pending位图循环打印输出，我们不断发送信号就可以看到pending的变化。

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <functional>
#include <vector>void Print(sigset_t &pending)
{printf("我是一个进程(0x%0x),pending:", getpid());for (int i = 31; i >= 1; i--){if (sigismember(&pending, i)){std::cout << 1;}elsestd::cout << 0;}printf("\n");
}int main()
{// 屏蔽信号sigset_t block;sigset_t old_block;// 初始化sigemptyset(&block);sigemptyset(&old_block);// 将2号信号设置进block中sigaddset(&block, 2);// 完成屏蔽sigprocmask(SIG_SETMASK, &block, &old_block);while (true){sigset_t pending;sigpending(&pending);Print(pending);sleep(1);}return 0;
}

现在，如果我们将所有的信号屏蔽，那么所有信号不都是无法被递达了吗？？那这个进程不就是无法被杀掉了吗？？其实不然，9号信号既无法被捕捉，也无法被屏蔽！！

现在，我们基于以上代码10秒解除对2号信号的屏蔽，然后我们希望看到2号信号被递达：

这里还有一个问题：解除对2号信号的屏蔽之后，一旦2号信号被递达，那么pending是被立即修改【在处理动作完成之前】，还是在处理动作完成之后呢？？做个实验便可得出结论了

预期结果：如果在捕捉动作中打印的pending 全为0，则pending是被立即修改【在处理动作完成之前】，否则，pending在处理动作完成之后修改。

3. core VS term

进程收到信号退出的方式有core和term两种，但这两种方式有什么区别呢？？

core是核心意思，一旦进程以core方式退出，那么系统就会在当前路径下形成一个文件。进程异常退出的时候，会将进程在内存中存储的核心数据拷贝到磁盘中形成一个文件！！之后再进程退出，我们将这种机制叫做核心转储用来支持调试debug。而term就是直接进程退出。

我们之所以之前没有看到这个形成文件的行为，是因为在我们云服务器上默认是关闭这个机制的【原因：……】。

现在我们打开：

不过，为什么要有核心转储机制呢？？

主要是为了支持debug调试，当我们的程序崩溃时，可以使用gdb命令中的core-file core快速定位到崩溃的代码！！！

说到这里，不知道各位是否还记得这张图：

0表示进程正常退出，那是因为我们的信号只有1~31，而没有0号信号！！低7位记录信号，第八位记录是否core dump。

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <functional>
#include <vector>
#include <wait.h>int main()
{pid_t id = fork();if (id == 0){printf("hahaha\n");printf("hahaha\n");printf("hahaha\n");printf("hahaha\n");int a = 10;a /= 0;printf("hahaha\n");printf("hahaha\n");printf("hahaha\n");}int status=0;int n=waitpid(id,&status,0);printf("signal->%d exit_code->%d core_dump->%d\n",status&0x7F,(status>>8)&0xFF,(status>>7)&0x1);return 0;
}