進程信號
信號(Signals )是Unix系統中使用的最古老的進程間通信的方法之一。操作系統通過信號來通知進程系統中發生了某種預先規定好的事件(一組事件中的一個),它也是用戶進程之間通信和同步的一種原始機制。一個鍵盤中斷或者一個錯誤條件(比如進程試圖訪問它的虛擬內存中不存在的位置等)都有可能產生一個信號。Shell也使用信號向它的子進程發送作業控制信號。
信號是在Unix System V中首先引入的,它實現了15種信號,但很不可靠。BSD4.2解決了其中的許多問題,而在BSD4.3中進一步加強和改善了信號機制。但兩者的接口不完全兼容。在Posix 1003.1標準中做了一些強行規定,它定義了一個標準的信號接口,但沒有規定接口的實現。目前幾乎所有的Unix變種都提供了和Posix標準兼容的信號實現機制。
階段
在一個信號的生命周期中有兩個階段:生成和傳送。當一個事件發生時,需要通知一個進程,這時生成一個信號。當進程識別出信號的到來,就采取適當的動作來傳送或處理信號。在信號到來和進程對信號進行處理之間,信號在進程上掛起(pending)。
內核為進程生產信號,來響應不同的事件,這些事件就是信號源。主要的信號源如下:
- 異常:進程運行過程中出現異常;
- 其它進程:一個進程可以向另一個或一組進程發送信號;
- 終端中斷:Ctrl-C,Ctrl-\等;
- 作業控制:前臺、后臺進程的管理;
- 分配額:CPU超時或文件大小突破限制;
- 通知:通知進程某事件發生,如I/O就緒等;
- 報警:計時器到期。
常見信號
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SIGHUP: 從終端上發出的結束信號;
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SIGINT: 來自鍵盤的中斷信號(Ctrl-C);
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SIGQUIT:來自鍵盤的退出信號(Ctrl-\);
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SIGFPE: 浮點異常信號(例如浮點運算溢出);
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SIGKILL:該信號結束接收信號的進程;
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SIGALRM:進程的定時器到期時,發送該信號;
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SIGTERM:kill 命令發出的信號;
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SIGCHLD:標識子進程停止或結束的信號;
每一個信號都有一個缺省動作,它是當進程沒有給這個信號指定處理程序時,內核對信號的處理。有5種缺省的動作:
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異常終止(abort):在進程的當前目錄下,把進程的地址空間內容、寄存器內容保存到一個叫做core的文件中,而后終止進程。
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退出(exit):不產生core文件,直接終止進程。
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忽略(ignore):忽略該信號。
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停止(stop):掛起該進程。
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繼續(continue):如果進程被掛起,則恢復進程的運行。否則,忽略信號。
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進程可以對任何信號指定另一個動作或重載缺省動作,指定的新動作可以是忽略信號。進程也可以暫時地阻塞一個信號。因此進程可以選擇對某種信號所采取的特定操作,這些操作包括:
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忽略信號:進程可忽略產生的信號,但 SIGKILL 和 SIGSTOP 信號不能被忽略,必須處理(由進程自己或由內核處理)。進程可以忽略掉系統產生的大多數信號。
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阻塞信號:進程可選擇阻塞某些信號,即先將到來的某些信號記錄下來,等到以后(解除阻塞后)再處理它。
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由進程處理該信號:進程本身可在系統中注冊處理信號的處理程序地址,當發出該信號時,由注冊的處理程序處理信號。
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由內核進行缺省處理:信號由內核的缺省處理程序處理,執行該信號的缺省動作。例如,進程接收到SIGFPE(浮點異常)的缺省動作是產生core并退出。大多數情況下,信號由內核處理。
需要指出的是,對信號的任何處理,包括終止進程,都必須由接收到信號的進程來執行。而進程要執行信號處理程序,就必須等到它真正運行時。因此,對信號的處理可能需要延遲一段時間。
信號沒有固有的優先級。如果為一個進程同時產生了兩個信號,這兩個信號會以任意順序出現在進程中并會按任意順序被處理。另外,也沒有機制用于區分同一種類的多個信號。如果進程在處理某個信號之前,又有相同的信號發出,則進程只能接收到一個信號。進程無法知道它接收了1個還是42個SIGCONT信號。