news 2026/7/10 11:10:52

【Linux】不允许你还不会——信号保存(3)

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张小明

前端开发工程师

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【Linux】不允许你还不会——信号保存(3)

问题:信号为什么要被保存?

答:信号不会立即处理,产生之后,处理之前,就有时间窗口保存信号,必须要把信号保存起来,方便后面进行处理。

概念:

1)实际执行信号的处理动作称为:信号递达(handler)

2)信号从产生到递达之家的状态称为:信号未决(pending)

3)信号可以选择阻塞(block)某个信号;说人话就是:保存该信号,但是不进行处理

4)被阻塞的信号产生时将保持在未决状态,直到进程解除对该信号的阻塞才执行递达的动作

注意:阻塞和忽略不同,只要信号被阻塞就不会递达,而忽略是递达之后可选的一种处理动作

pending 表:这张表其实就是一个long long 类型,只不过用位图操作来表示普通信号【1,31】(实际是【1,64】,因为还有实时信号)是否被保存,比特位的位置:信号编号,比特位的内容:是否保存(0:没有,1:是);

block 表:这张表和 pending 表一样,也是位图操作原来表示普通信号 【1,31】是否被阻塞,比特位的位置:信号编号,比特位的内容:是否被阻塞(0:没有,1:是);

handler 表:这张表是函数指针数组,专门保存对应的信号编号的处理函数,下标 + 1 = 信号编号

问题:signal(2,myhandle) 底层会做些什么?

答:把我们 myhandle 函数地址根据信号编号 2 来填写到对应的 handler 表里。

问题:什么叫忽略,默认?

答:我们使用 signal 函数时,传宏来表示对应的忽略和默认:SIG_DFL 和 SIG_IGN ,他们两个的本质其实就是 0 和 1 数字,只不过把他们强转成函数类型,通过对比得出他们是自定义函数(函数指针较长)还是忽略和默认。

问题:在信号还没有产生的时候,进程就能识别和处理信号了,因为:程序员已经内置对应管理和处理方法,其实就是上面那三张表。

结论:OS 需要让用户控制信号,本质就是访问和操作上面的三张表,因为那三张表数据内核结构,所以我们要使用系统调用来操作这个三张表,其中:handler 表系统调用:signal ,block:

pending 表:

这些系统调用函数除了 signal 都是可以获取和设置当前进程的 pending 表和 block 表的。

上面的两个函数都有一个参数:sigset_t 类型,这个内核自定义的类型,它其实和pending 和 block 表里的 long long 类型一样都是用来表示信号是否被保存/阻塞,通过它可以获取到对应的表;其中 sigset_t 称为:信号集,block表称为 block 信号集、pending 表称为:pending 信号集。

其中,阻塞信号集称为:信号屏蔽字(Signal Mask)。

注意:Sigal Mask 类似于 umask 权限掩码。

不建议我们用户是直接修改表中的数据,而是使用系统调用来修改:

这些系统调用这里就不再多讲,如果想了解可以问一下大模型。

sigprocmask 系统调用可以读取或更改进程的信号屏蔽字:

第一个参数:

第二个参数:传你要修改的屏蔽字

第三个参数:原来的的屏蔽字,防止你要恢复原来的屏蔽字。

返回值:成功 0 ,失败:-1

sigpending 系统调用,它可以获取 pending 表

参数:传一个 pending 表的指针过去。

返回值:成功0,失败:-1

sigpending 系统调用可以获取 pending 表,那么谁来修改他呢?

答:我们用户使用 kill 函数或者命令来让 OS 来修改。

#include <iostream> #include <unistd.h> #include <signal.h> void printpending(const sigset_t& pending) { for(int signo = 31;signo > 0;signo--) { if(sigismember(&pending,signo))//判断 signo 信号是否存在, { std::cout << "1"; } else std::cout << "0"; } std::cout << std::endl; } int main() { //屏蔽2号信号 sigset_t block_set,old_set; sigemptyset(&block_set);//初始化 sigemptyset(&old_set);//初始化 sigaddset(&block_set,SIG_SETMASK);//对我们自定义的位图进行屏蔽 2号信号 的操作:0 ——> 1,到这里我们还没有对当前进程的 2号信号进行屏蔽 int n = sigprocmask(SIG_SETMASK,&block_set,&old_set);//修改内核级的 block 表,此时已经把 2号信号 屏蔽了 (void)n; std::cout << "pid:" << getpid() << std::endl; int cnt = 1; //获取 pending 表和打印这个表 while(true) { sigset_t pending; sigemptyset(&pending);//初始化 n = sigpending(&pending);//获取 pending 表 printpending(pending); if(cnt == 20)//解除对 2号信号的屏蔽 { std::cout << "解除对2号信号的屏蔽" << std::endl; int n = sigprocmask(SIG_SETMASK,&old_set,nullptr);//把老的 block 表放回去就相当于解除对2号信号的屏蔽 } cnt++; sleep(1); } return 0; }

#include <iostream> #include <unistd.h> #include <signal.h> void handl(int signo) { std::cout << "处理完成:" << signo << std::endl; } void printpending(const sigset_t& pending) { for(int signo = 31;signo > 0;signo--) { if(sigismember(&pending,signo))//判断 signo 信号是否存在, { std::cout << "1"; } else std::cout << "0"; } std::cout << std::endl; } int main() { signal(2,handl);//更改2号信号的处理函数 //屏蔽2号信号 sigset_t block_set,old_set; sigemptyset(&block_set);//初始化 sigemptyset(&old_set);//初始化 sigaddset(&block_set,SIG_SETMASK);//对我们自定义的位图进行屏蔽 2号信号 的操作:0 ——> 1,到这里我们还没有对当前进程的 2号信号进行屏蔽 int n = sigprocmask(SIG_SETMASK,&block_set,&old_set);//修改内核级的 block 表,此时已经把 2号信号 屏蔽了 (void)n; std::cout << "pid:" << getpid() << std::endl; int cnt = 1; //获取 pending 表和打印这个表 while(true) { sigset_t pending; sigemptyset(&pending);//初始化 n = sigpending(&pending);//获取 pending 表 printpending(pending); if(cnt == 20)//解除对 2号信号的屏蔽 { std::cout << "解除对2号信号的屏蔽" << std::endl; int n = sigprocmask(SIG_SETMASK,&old_set,nullptr);//把老的 block 表放回去就相当于解除对2号信号的屏蔽 } cnt++; sleep(1); } return 0; }

结论:一旦我们解除对某个信号的阻塞,该信号就会立即被处理。一旦处理完该函数,此时pending 表对应的某个信号的比特位由 1 ——> 0

问题:解除某个信号的屏蔽之后,是先进行 pending 表中对应的信号由 1—> 0 ,还是先执行处理函数?

答:先把 pending 表中对应的信号由 1—> 0 ,再执行对应的处理函数。


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