8.3 信號
　　8.3.1 信號概述
　　信號是UNIX中所使用的進程通信的一種最古老的方法。它是在軟件層次上對中斷機制的一種模擬，是一種異步通信方式。信號可以直接進行用戶空間進程和內核進程之間的交互，內核進程也可以利用它來通知用戶空間進程發生了哪些系統事件。它可以在任何時候發給某一進程，而無需知道該進程的狀態。如果該進程當前并未處于執行態，則該信號就由內核保存起來，直到該進程恢復執行再傳遞給它為止；如果一個信號被進程設置為阻塞，則該信號的傳遞被延遲，直到其阻塞被取消時才被傳遞給進程。
　　在第2章kill命令中曾講解到“?l”選項，這個選項可以列出該系統所支持的所有信號的列表。在筆者的系統中，信號值在32之前的則有不同的名稱，而信號值在32以后的都是用“SIGRTMIN”或“SIGRTMAX”開頭的，這就是兩類典型的信號。前者是從UNIX系統中繼承下來的信號，為不可靠信號（也稱為非實時信號）；后者是為了解決前面“不可靠信號”的問題而進行了更改和擴充的信號，稱為“可靠信號”（也稱為實時信號）。那么為什么之前的信號不可靠呢？這里首先要介紹一下信號的生命周期。
　　一個完整的信號生命周期可以分為3個重要階段，這3個階段由4個重要事件來刻畫的：信號產生、信號在進程中注冊、信號在進程中注銷、執行信號處理函數，如圖8.6所示。相鄰兩個事件的時間間隔構成信號生命周期的一個階段。要注意這里的信號處理有多種方式，一般是由內核完成的，當然也可以由用戶進程來完成，故在此沒有明確畫出。
　　
　　圖8.6 信號生命周期
　　一個不可靠信號的處理過程是這樣的：如果發現該信號已經在進程中注冊，那么就忽略該信號。因此，若前一個信號還未注銷又產生了相同的信號就會產生信號丟失。而當可靠信號發送給一個進程時，不管該信號是否已經在進程中注冊，都會被再注冊一次，因此信號就不會丟失。所有可靠信號都支持排隊，而所有不可靠信號都不支持排隊。
　　注意這里信號的產生、注冊和注銷等是指信號的內部實現機制，而不是調用信號的函數實現。因此，信號注冊與否，與本節后面講到的發送信號函數（如kill（）等）以及信號安裝函數（如signal（）等）無關，只與信號值有關。
　　用戶進程對信號的響應可以有3種方式。
　　n 忽略信號，即對信號不做任何處理，但是有兩個信號不能忽略，即SIGKILL及SIGSTOP。
　　n 捕捉信號，定義信號處理函數，當信號發生時，執行相應的自定義處理函數。
　　n 執行缺省操作，Linux對每種信號都規定了默認操作。
　　Linux中的大多數信號是提供給內核的，表8.6列出了Linux中最為常見信號的含義及其默認操作。
　　表8.6 常見信號的含義及其默認操作
　　信 號 名含 義默 認 操 作
　　SIGHUP該信號在用戶終端連接（正常或非正常）結束時發出，通常是在終端的控制進程結束時，通知同一會話內的各個作業與控制終端不再關聯終止
　　SIGINT該信號在用戶鍵入INTR字符（通常是Ctrl-C）時發出，終端驅動程序發送此信號并送到前臺進程中的每一個進程終止
　　SIGQUIT該信號和SIGINT類似，但由QUIT字符（通常是Ctrl-\）來控制終止
　　SIGILL該信號在一個進程企圖執行一條非法指令時（可執行文件本身出現錯誤，或者試圖執行數據段、堆棧溢出時）發出終止
　　SIGFPE該信號在發生致命的算術運算錯誤時發出。這里不僅包括浮點運算錯誤，還包括溢出及除數為0等其他所有的算術錯誤終止
　　SIGKILL該信號用來立即結束程序的運行，并且不能被阻塞、處理或忽略終止
　　SIGALRM該信號當一個定時器到時的時候發出終止
　　SIGSTOP該信號用于暫停一個進程，且不能被阻塞、處理或忽略暫停進程
　　SIGTSTP該信號用于交互停止進程，用戶鍵入SUSP字符時（通常是Ctrl+Z）發出這個信號停止進程
　　SIGCHLD子進程改變狀態時，父進程會收到這個信號忽略
　　SIGABORT進程異常終止時發出
　　8.3.2 信號發送與捕捉
　　發送信號的函數主要有kill（）、raise（）、alarm（）以及pause（），下面就依次對其進行介紹。
　　1．kill（）和raise（）
　　（1）函數說明。
　　kill（）函數同讀者熟知的kill系統命令一樣，可以發送信號給進程或進程組（實際上，kill系統命令只是kill（）函數的一個用戶接口）。這里需要注意的是，它不僅可以中止進程（實際上發出SIGKILL信號），也可以向進程發送其他信號。
　　與kill（）函數所不同的是，raise（）函數允許進程向自身發送信號。
　　（2）函數格式。
　　表8.7列出了kill（）函數的語法要點。
　　表8.7 kill（）函數語法要點
　　所需頭文件#include 《signal.h》
　　#include 《sys/types.h》
　　函數原型int kill（pid_t pid， int sig）
　　函數傳入值pid：正數：要發送信號的進程號
　　0：信號被發送到所有和當前進程在同一個進程組的進程
　　-1：信號發給所有的進程表中的進程（除了進程號最大的進程外）
　　《-1：信號發送給進程組號為-pid的每一個進程
　　sig：信號
　　函數返回值成功：0
　　出錯：-1
　　表8.8列出了raise（）函數的語法要點。
　　表8.8 raise（）函數語法要點
　　所需頭文件#include 《signal.h》
　　#include 《sys/types.h》
　　函數原型int raise（int sig）
　　函數傳入值sig：信號
　　函數返回值成功：0
　　出錯：-1