href="https://www.cnblogs.com/ljbguanli/p/19621671"

title="发布于

aria-level="2">深入解析：Linux：信号保存下（信号二）

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欢迎回来，我们今天继续学习信号知识

书接上文，信号的产生除了上篇博客简绍的几种外，还有一些其他的，我们今天继续来探索

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src="https://i-blog.csdnimg.cn/direct/a3341d8889424d72b192d65da9ed4b20.png"

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1.信号的产生(软件条件产生信号)

当我们在进行管道通信时，假如读端全部关闭，那么操作系统会将写端也关闭，这就是软件条件产生的信号

不过今天我们要简绍另一种软件条件产生的信号--alarm

alarm基础用法

•

alarm

这个函数的返回值是0或者是以前设定的闹钟时间还余下的秒数。

打个⽐⽅,某⼈要⼩睡⼀觉,设定闹钟为30分钟之后响,20分钟后被⼈吵醒了,还想多睡⼀会⼉,于是重新设定闹钟为15分钟之后响,“以前设定的闹钟时间还余下的时间”就是10分钟。

如果seconds值为0,表⽰取消以前设定的闹钟,函数的返回值仍然是以前设定的闹钟时间还余下的秒数

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src="https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d4bf99e6cd2740babb18ff48735d0215.png"

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下面我们来调用一下这个函数(程序的作⽤是1秒钟之内不停地数数,1秒钟到了就被SIGALRM信号终⽌，必要的时候，对SIGALRM信号进⾏捕捉)：

}

src="https://i-blog.csdnimg.cn/direct/63a4a3baba5846deadca181fb5cbced1.png"

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可以发现最后返回的是信号14

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src="https://i-blog.csdnimg.cn/direct/2c3f511412f248239e9373c1036f5906.png"

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而14号信号就算SIGALRM

可是你或许有一个疑问，为什么这么慢呢，一秒的时间应该可以执行上亿次这样的操作呀，那是因为IO+网络操作(因为up使用的是云服务器)导致运行次数减少，下面我们可以改一下代码让你直观感受IO操作与网络操作效率上的影响

}*/

src="https://i-blog.csdnimg.cn/direct/454f4edc759b43389b5e71edef199e2f.png"

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1s5亿多次才是我们所熟悉的速度嘛~~

alarm循环发送信号

那么如果我们想要alarm一直发送信号怎么办呢？

那么就要使用下面的代码了

}

src="https://i-blog.csdnimg.cn/direct/886440331b9544108f26523db7558cf0.png"

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使用alarm完成类似操作系统做任务的功能

std::vector>

void

{v.push_back(Sched);v.push_back(MemManger);v.push_back(Fflush);signal(SIGALRM,

}

src="https://i-blog.csdnimg.cn/direct/355c79158e5a4a369642acb85ad05db2.png"

种触发来源

信号可通过以下场景产生：

1. 键盘操作（如Ctrl+C触发

   SIGINT）

2. 系统调用（如kill、raise等接口）
3. 系统命令（如终端执行kill命令）
4. 硬件异常（如内存越界触发

   SIGPIPE）

无论信号由哪种来源产生，信号的发送必须由操作系统（OS）完成，其底层本质是：修改目标进程在内核中对应的

“信号位图”（比特位），以此记录进程收到了该信号

2.信号的保存

1.为什么要保存

就像拿外卖一样，你不需要立马拿，但是你得知道他送到了，你不能忘了拿，进程也一样，接收到信号后不需要立马执行，但是进程需要记得有这个信号，需要记得之后处理这个信号

2.信号的保存流程

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src="https://i-blog.csdnimg.cn/direct/2a4e89bbb7fe412ebf2fafe0563bc9d2.png"

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• 信号递送（Delivery）：是信号的

  “实际处理阶段”——

  当进程执行信号对应的处理动作（比如执行自定义函数、触发默认终止、选择忽略），这个过程被称为

  “信号递送”。

• 信号未决（Pending）：是信号从

  “产生”

  信号已经产生（操作系统已修改进程的信号位图标记该信号），但进程还未执行处理动作，对应图中

  “信号在位图中，还没来得及处理”

  某个信号：

  • 被阻塞的信号产生后，会一直保持未决状态（不会执行递送）
  • 只有当进程解除对该信号的阻塞，这个未决的信号才会被递送（执行处理动作）

  阻塞与忽略是不一样的

  • 阻塞：是

    信号一直停留在未决状态，根本不会进入递送阶段

  • 忽略：是

    信号已经完成递送，只是在处理时选择不执行任何操作

  信号产生后，会先进入未决状态（保存在进程的信号位图中）

  • 若该信号未被阻塞：进程会在安全时机执行信号递送，选择

    “自定义处理

    中的一种动作

  • 若该信号被阻塞：会一直保持未决状态，直到阻塞解除，才会触发递送流程

  3.底层信号保存的实现

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  src="https://i-blog.csdnimg.cn/direct/74700f4c0b7f466c8701229d9e88a521.png"

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  这张图展示了Linux

  进程控制块（task_struct）关联的

  “三张表”（block、pending、handler），它们通过位图

  数组形式，协同实现信号的阻塞、未决、处理逻辑：

  1.

  核心关联：task_struct与三张表

  task_struct是进程的控制块（记录进程所有状态），其中关联了信号管理的三张表，这三张表是内核管理信号的核心载体

  2.

  三张表的功能与规则

  （1）block表：信号阻塞位图

  • 类型：unsigned

    int（位图结构），每一位对应一个信号（比特位位置

    信号编号，如第

    SIGINT）。

  • 功能：标记

    比特位内容为1表示阻塞该信号，0表示不阻塞。

  • 示例：图中

    SIGINT

    的block位是1，说明该信号被进程阻塞；SIGHUP

    (1)

    的block位是0，不阻塞。

  （2）pending表：信号未决位图

  • 类型：unsigned

    int（位图结构），比特位位置对应信号编号。

  • 功能：标记

    “未决”

    状态（未执行处理），0表示无未决信号。

  • 示例：图中

    SIGINT

    的pending位是1，说明该信号已被进程接收，但因被block阻塞，暂未执行处理（保持未决）。

  （3）handler表：信号处理函数数组

  • 类型：sighandler_t

    handler[31]（函数指针数组），数组下标对应信号编号。

  • 功能：定义信号的处理方式，每个元素对应一种动作：
    • SIG_DFL：执行信号的默认处理（如图中

      SIGHUP

      的处理方式）

    • SIG_IGN：忽略该信号（如图中

      SIGINT

      的处理方式）

    • 自定义函数指针：通过signal()系统调用注册的用户自定义处理函数（如图中

      SIGALRM

      handlerSig)绑定自定义函数）

  1. 信号产生后，内核将pending表中

     SIGINT

     对应的位设为1（标记未决）；

  2. 检查block表：SIGINT

     对应的位是1（被阻塞），因此信号保持未决状态；

  3. 当进程解除

     SIGINT

     的阻塞（block位设为0），内核会读取handler表：SIGINT

     对应的处理方式是SIG_IGN，因此执行

     “忽略”

     动作，同时将pending位设为0（清除未决）。

  这三张表的配合，是

  Linux

  数组的轻量化结构，高效完成信号的状态管理

  4.sigset_t

  与信号集操作

  sigset_t

  Linux

  内核为进程信号管理设计的核心数据类型——

  “有效

  “未决信号集”

  从底层逻辑看，sigset_t

  “信号位图”

  的封装：

  • 对阻塞信号集（信号屏蔽字）：sigset_t

    bit

    不阻塞；

  • 对未决信号集：sigset_t

    bit

    无未决信号；

  • 无需关心sigset_t内部存储细节（不同系统实现不同），仅需通过专用函数操作即可。

  这

  “基础工具”，必须先初始化再使用：

  函数	功能
  sigemptyset(&set)	初始化信号集，所有 bit 清零（无有效信号）
  sigfillset(&set)	初始化信号集，所有 bit 1（包含系统所有信号）
  sigaddset(&set, sig)	向信号集中添加指定信号sig（对应 bit 1）
  sigdelset(&set, sig)	从信号集中删除指定信号sig（对应 bit 清零）
  sigismember(&set, sig)	判断信号sig是否在信号集中（在→1，不在→0，出错→-1）

  核心注意：

  使用sigset_t前必须先初始化（sigemptyset/sigfillset），否则信号集状态不确定，操作会出问题

  1.

  表）

  sigprocmask是修改

  “阻塞信号集”

  的核心函数，参数how决定修改方式：

  how mask）
  SIG_BLOCK	新屏蔽字 mask	set（添加阻塞信号）
  SIG_UNBLOCK	新屏蔽字 mask ~set（解除指定信号的阻塞）
  SIG_SETMASK	新屏蔽字 set（直接替换原有屏蔽字）

  2.

  表）

  sigpending能读取当前进程所有处于

  “未决状态”

  的信号，通过sigset_t传出

  rgba(0,

  sigpending(&pending);PrintPending(pending);

  0000

  old_block;////////屏蔽2号信号////////

  1//初始化sigemptyset(&block);sigemptyset(&old_block);sigaddset(&block,

  SIGINT);

  //此时并没有对2号信号进行屏蔽，因为我们只是在我们创造出来的block上进行操作int

  &block,

  //此时才屏蔽完毕//////////////////////////int

  cnt

  4while(true){//////获取pending信号集合/////

  2sigset_t

  sigpending(&pending);///恢复对2号信号对block的情况//

  5if

  std::endl;}//////打印pending信号集合/////

  3PrintPending(pending);sleep(1);cnt++;}//////////////////////////return

  }

  好啦，这就是关于信号产生与保存的内容啦，我们下一篇博客将进攻信号捕捉，也就是信号处理，敬请期待啦~~