Linux信号的阻塞和投递研究

### Linux信号的阻塞与投递研究 #### 一、信号的基本概念 在Linux系统中，信号是一种重要的机制，用于通知进程发生某些特定事件。这些事件可以是硬件异常（例如键盘中断）、软件条件（比如定时器到期）或其他进程请求等。当一个信号产生时，系统可以通过几种方式来处理它：执行默认操作、执行用户定义的操作或者忽略信号。信号从产生到真正被处理之间，可能处于阻塞或未决的状态。 #### 二、信号阻塞与未决的区别 **信号阻塞**：进程可以选择阻止某些信号到达，这种状态被称为信号阻塞。当一个信号被阻塞后，即使该信号已经产生，也不会立即被传递给进程进行处理，而是处于未决状态。只有当进程解除对该信号的阻塞时，信号才会被传递。 **信号未决**：信号从产生到传递给进程之间的状态。如果一个信号被阻塞，那么它将保持在未决状态，直到阻塞被解除。 **信号忽略**：当一个信号被忽略时，意味着即使信号传递给进程，也不会有任何动作被执行。需要注意的是，信号忽略是在信号传递之后的一个选项，与信号是否被阻塞无关。 #### 三、信号在内核中的表示 信号在内核中的表示通常包括两个标志位（阻塞和未决）以及一个处理动作函数指针。当信号产生时，内核会在进程控制块中设置相应的未决标志位；当信号被传递给进程时，则清除该标志位。 #### 四、LINUX下信号阻塞的特点 Linux系统在处理信号时，有一个特性是：对于同一个信号，如果在进程解除阻塞之前多次产生，Linux只会保留最初的那一次信号，后续的相同信号将被忽略。这意味着在信号被阻塞期间，即使信号多次触发，也只会有一次信号会被处理。 #### 五、LINUX下信号的存储 信号集（`sigset_t`）是一种数据结构，用来表示信号的有效或无效状态。在阻塞信号集中，“有效”表示信号被阻塞，而在未决信号集中，“有效”表示信号处于未决状态。 `sigset_t` 的具体定义如下： ```c #define _SIGSET_NWORDS (1024 / (8 * sizeof(unsigned long int))) typedef struct { unsigned long int __val[_SIGSET_NWORDS]; } __sigset_t; ``` 这里 `_SIGSET_NWORDS` 的值为32，意味着 `__sigset_t` 结构体使用32个 `unsigned long int` 来表示信号集。尽管实际信号数量远少于32个，但这样的设计为未来可能增加的信号留出了空间。 #### 六、LINUX下信号挂起涉及的函数 1. **`signal()`**：用于指定信号的处理动作，默认动作通常是终止进程。 2. **`sigemptyset()`** 和 **`sigfillset()`**：前者初始化信号集为空集，后者初始化信号集包含所有信号。 3. **`sigaddset()`** 和 **`sigdelset()`**：用于向信号集中添加或删除信号。 4. **`sigprocmask()`**：用于获取或修改进程的信号掩码（即阻塞信号集）。 5. **`sigpending()`**：用于查询进程当前未决信号集。 6. **`sigsuspend()`**：用于挂起进程，直到接收到某个未被阻塞的信号为止。 通过以上介绍，我们可以了解到Linux信号机制的基本概念及其在内核中的表示方法。此外，还介绍了信号阻塞的特性以及信号集的存储方式，并且简要说明了几种常用的信号处理函数。这些知识对于深入理解Linux系统的工作原理和开发基于信号的应用程序都是非常有用的。