Linux信号机制基础知识介绍

Linux进程基础一文中已经提到，Linux以进程为单位来执行程序 。我们可以将计算机看作一个大楼，内核(kernel)是大楼的管理员，进程是大楼的房客 。每个进程拥有一个独立的房间(属于进程的内存空间)，而每个房间都是不允许该进程之外的人进入 。这样，每个进程都只专注于自己干的事情，而不考虑其他进程，同时也不让别的进程看到自己的房间内部 。这对于每个进程来说是一种保护机制 。(想像一下几百个进程总是要干涉对方，那会有多么混乱，或者几百个进程相互偷窥……)

然而，在一些情况，我们需要打破封闭的房间，以便和进程交流信息 。比如说，内核发现有一个进程在砸墙(硬件错误)，需要让进程意识到这样继续下去会毁了整个大楼 。再比如说，我们想让多个进程之间合作 。这样，我们就需要一定的通信方式 。信号(signal)就是一种向进程传递信息的方式 。我们可以将信号想象成大楼的管理员往房间的信箱里塞小纸条 。随后进程取出小纸条，会根据纸条上的内容来采取一定的行动，比如灯坏了，提醒进程使用手电 。(当然，也可以完全无视这张纸条，然而在失火这样紧急的状况下，无视信号不是个好的选择) 。相对于其他的进程间通信方式(interprocess communication， 比如说pipe, shared memory)来说，信号所能传递的信息比较粗糙，只是一个整数 。但正是由于传递的信息量少，信号也便于管理和使用 。信号因此被经常地用于系统管理相关的任务，比如通知进程终结、中止或者恢复等等 。

给我一个信号

信号是由内核(kernel)管理的 。信号的产生方式多种多样，它可以是内核自身产生的，比如出现硬件错误(比如出现分母为0的除法运算，或者出现segmentation fault)，内核需要通知某一进程；也可以是其它进程产生的，发送给内核，再由内核传递给目标进程 。内核中针对每一个进程都有一个表存储相关信息(房间的信箱) 。当内核需要将信号传递给某个进程时，就在该进程相对应的表中的适当位置写入信号(塞入纸条)，这样，就生成(generate)了信号 。当该进程执行系统调用时，在系统调用完成后退出内核时，都会顺便查看信箱里的信息 。如果有信号，进程会执行对应该信号的操作(signal action, 也叫做信号处理signal disposition)，此时叫做执行(deliver)信号 。从信号的生成到信号的传递的时间，信号处于等待(pending)状态(纸条还没有被查看) 。我们同样可以设计程序，让其生成的进程阻塞(block)某些信号，也就是让这些信号始终处于等待的状态，直到进程取消阻塞(unblock)或者无视信号 。

常见信号

信号所传递的每一个整数都被赋予了特殊的意义，并有一个信号名对应该整数 。常见的信号有SIGINT, SIGQUIT, SIGCONT, SIGTSTP, SIGALRM等 。这些都是信号的名字 。你可以通过

上面几个信号中，

SIGINT   当键盘按下CTRL+C从shell中发出信号，信号被传递给shell中前台运行的进程，对应该信号的默认操作是中断 (INTERRUPT) 该进程 。

SIGQUIT  当键盘按下CTRL+\从shell中发出信号，信号被传递给shell中前台运行的进程，对应该信号的默认操作是退出 (QUIT) 该进程 。

SIGTSTP  当键盘按下CTRL+Z从shell中发出信号，信号被传递给shell中前台运行的进程，对应该信号的默认操作是暂停 (STOP) 该进程 。

SIGCONT  用于通知暂停的进程继续 。

SIGALRM  起到定时器的作用，通常是程序在一定的时间之后才生成该信号 。

在shell中使用信号

下面我们实际应用一下信号 。我们在shell中运行ping：

我们使用$ps来查询ping进程的PID (PID是ping进程的房间号), 在我的机器中为27397

我们可以在shell中通过$kill命令来向某个进程发出信号:

信号处理 (signal disposition)

在上面的例子中，所有的信号都采取了对应信号的默认操作 。但这并不绝对 。当进程决定执行信号的时候，有下面几种可能：

1) 无视(ignore)信号，信号被清除，进程本身不采取任何特殊的操作
2) 默认(default)操作 。每个信号对应有一定的默认操作 。比如上面SIGCONT用于继续进程 。
3) 自定义操作 。也叫做获取 (catch) 信号 。执行进程中预设的对应于该信号的操作 。

进程会采取哪种操作，要根据该进程的程序设计 。特别是获取信号的情况，程序往往会设置一些比较长而复杂的操作(通常将这些操作放到一个函数中) 。

信号常常被用于系统管理，所以它的内容相当庞杂 。深入了解信号，需要一定的Linux环境编程知识 。

总结

信号机制; generate, deliver, pending, blocking

signal action/dispositon; ignore, default action, catch signal

$kill