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1.信号
1.1 预备
1.2 基本结论：
2. 信号的产生
2.1 处理信号的三种动作：
2.2 a.信号都有哪些?
2.3 查看所有信号详情的命令：
3. signal 函数
3.1 无法被自定义的信号：
3.2 signal函数的返回值的作用：
4. c.目标进程？？前台进程和后台进程
4.1 补充一部分命令，前后台移动
jobs命令:
fg 命令，将特定的进程提到前台
ctrl+z，将进程暂停+切换到后台
bg命令，让后台进程恢复运行
5. d.什么叫做给进程发送信号？
6. 产生信号的方式
7. 使用函数产生信号
kill 函数
raise 函数
abort 函数
8. 硬件异常产生信号
9. 由软件条件产生信号
概念
alarm 函数
pause 函数
快速理解系统闹钟
10. 总结
1.信号
1.1 预备
信号vs信号量=老婆：老婆饼 ->没有任何关系！
1.信号：闹钟、红绿灯、上课铃声、狼烟、电话铃声、肚子叫、敲门声、脸色不好......
2.什么叫做信号：中断我们人正在做的事情，是一种事件的异步通知机制
- 信号是一种给进程发送的，用来进行事件异步通知的机制！
- 信号的产生，相对于进程的运行，是异步的！
- 信号是发给进程的！
同步与异步示例：老师让张三取物品
同步场景：
全班自习等待张三返回后再继续上课异步场景：
课程继续进行，张三独立完成取物任务本质区别：
- 同步：并发进程相互依赖（一方需等待另一方）
- 异步：并发进程互不干扰
1.2 基本结论：
- 信号处理：进程在信号还没有产生的时候，早就知道信号该如何处理了，且进程必须把要信号记录下来。
- 信号的处理，不是立即处理，而是可以等一会再处理，合适的时候，进程会进行信号的处理。
- 人能识别信号，是提前被 “教育” 过的，进程也是如此。OS程序员设计的进程，进程早已经内组织了对于信号的识别和处理方式！
- 信号源非常多 -> 给进程产生信号的，信号源，也非常多！
2. 信号的产生
当前阶段：
信号的产生方式非常多：
1.键盘产生信号
ctrl+c 是给目标进程（前台进程）发送信号的，相当一部分信号的处理动作，就是让在自己终止！
收到信号，处理信号，进程收到信号治好后，合适的时候，处理信号。
2.1 处理信号的三种动作：
- 默认处理动作
- 自定义信号处理动作（自定义捕捉）
- 忽略处理
2.2 a.信号都有哪些?
- 1 ~ 31 号信号是普通信号，剩余的是实时信号。
- ctrl + c就是给进程发信号，发哪一个信号？——2号信号(SIGINT)
2.3 查看所有信号详情的命令：
man 7 signalb.你怎么证明？
我想看到信号处理的过程，我们尝试着更改进程的默认信号处理动作。
用到的函数：
3. signal 函数
- signal 函数用于自定义信号处理动作。
- signum 是信号，2号信号就传 SIGINT，handler 是一个 void (int) 函数，以后进程接收到 SIGINT 信号就会跳到 handler() 函数中执行，而不是中止进程了，我也是我们说的自定义信号处理动作。
3.1 无法被自定义的信号：
- SIGKILL（9号信号）：强制杀死进程。
- SIGSTOP（19号信号）：强制暂停进程。
3.2 signal函数的返回值的作用：
- 保存旧的处理方式：返回值是修改前的信号处理函数指针（handler，void (int)）。你可以保存它，以便在临时修改后恢复原来的行为。
- 判断是否设置成功：如果返回 SIG_ERR，说明设置失败（例如试图捕获不可捕获的信号）。
#include <signal.h> typedef void (*sighandler_t)(int);// 函数指针类型sighandler_t sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);#include <iostream> #include <unistd.h> #include <signal.h> typedef void (*sighandler_t)(int); // 函数指针类型 void handlerSigal(int sig) { std::cout << "获得一个信号: " << sig << std::endl; } int main() { sighandler_t sig = signal(SIGINT, handlerSigal); // handlerSigal(SIGINT) int cnt = 0; while (true) { std::cout << "hello world!,cnt: " << cnt++ << std::endl; sleep(1); } return 0; }结果：
我们看见，本来能够终止进程的 ctrl+c ，现在无法终止进程了，变成了 “获得一个信号: 2”，想要终止进程，我们可以 ctrl+
[wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ ./t bash: ./t: No such file or directory [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ ./TestSignal hello world!,cnt: 0 hello world!,cnt: 1 hello world!,cnt: 2 ^C获得一个信号: 2 hello world!,cnt: 3 ^C获得一个信号: 2 hello world!,cnt: 4 ^C获得一个信号: 2 hello world!,cnt: 5 ^C获得一个信号: 2 hello world!,cnt: 6 hello world!,cnt: 7 hello world!,cnt: 8 ^\Quit [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$4. c.目标进程？？前台进程和后台进程
- 直接执行一个可执行文件，它就是前台进程，后面加上 '&' 它就是后台进程。
./xxx //前台进程 ./xxx & // 后台进程- 命令行shel进程是一个前台进程
- 键盘产生的信号，只能发给前台进程（组合键，也是键盘输入！）
- 当一个进程是后台进程，使用 ctrl+c 想要终止这个进程，进程不做处理，因为它收不到键盘产生的信号。
[wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ ./testSignal & [1] 59188 [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 ^C [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ hello world!, 进程id: 59188 ^C [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 hello world!, 进程id: 59188 [1]+ Killed ./testSignal [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$最后是使用kill -9 进程号杀掉这个进程的。
谈谈前后台问题：
- 后台进程，无法从标准输入中获取内容；前台进程，能从键盘获取标准输入；但是都可以向标准输出上打印。
- 为什么后台进程无法从标准输入中获取内容？因为键盘只有一个，输入数据一定是给一个确定的进程的！
- 前台进程必须只有一个！！后台进程可以有多个。
- 前台进程的本质，就是要从键盘获取数据的！
比如使用 fork() 创建了子进程，但父进程作为前台进程却先退出了，此时子进程被 1号 进程接管，也就是自动提到后台，此时 ctrl+c 杀不掉这个子进程了。
4.1 补充一部分命令，前后台移动
jobs命令:
jobs 命令只能查看当前 Shell 会话中，并且仍在运行或处于暂停状态的后台任务。
所以如果你开一个 shell 运行一个后台任务，另一个 shell 使用 jobs 命令查的话是查不到的。
jobs //查看当前shell的所有后台任务[wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ ./testSignal & [1] 60069 hello world!, 进程id: 60069 [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ hello world!, 进程id: 60069 jobs // 我在这里使用了jobs命令 hello world!, 进程id: 60069 [1]+ Running ./testSignal & // 这就是当前shell的所有后台任务 [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ hello world!, 进程id: 60069 hello world!, 进程id: 60069 hello world!, 进程id: 60069 hello world!, 进程id: 60069 hello world!, 进程id: 60069 hello world!, 进程id: 60069fg 命令，将特定的进程提到前台
- fg 命令是 Ctrl + Z 的“好搭档”。如果说 Ctrl + Z 是把任务“藏”到后台，那么 fg 就是把它“抓”回前台。
- 它的全称是 Foreground（前台）。
fg 任务号 [1]+ Running ./testSignal & // 这个后台进程的任务号就是1 也就是可以这样用：fg 1[wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ ./testSignal & [1] 60310 hello world!, 进程id: 60310 // 后台进程，使用 ctrl+c 无反应 [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ hello world!, 进程id: 60310 ^C [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ hello world!, 进程id: 60310 hello world!, 进程id: 60310 ^C [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ hello world!, 进程id: 60310 hello world!, 进程id: 60310 // 使用 fg 将其提到前台 fg 1 ./testSignal hello world!, 进程id: 60310 hello world!, 进程id: 60310 // ctrl+c 有反应了，也可以使用ctrl+\结束进程 ^C获得一个信号: 2 hello world!, 进程id: 60310 hello world!, 进程id: 60310 ^\Quit [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ctrl+z，将进程暂停+切换到后台
Ctrl + Z 的作用正是：将当前正在前台运行的进程“暂停”（挂起），并将其放入后台。
bg命令，让后台进程恢复运行
- bg 是 background 的缩写，它是 fg 的“兄弟”，也是 Ctrl + Z 的最佳拍档。
- 如果说 Ctrl + Z 是把任务按下了“暂停键”，那么 bg 就是帮你在后台按下了“播放键”。
5. d.什么叫做给进程发送信号？
- 信号产生后，并不是立即处理的，所以要求，进程必须把信号记录下来！！（合适的时候处理！）
- 记录在哪里？记录的本质就是修改位图，接收到信号就将对应 bite 位置1
- 而 task_struct 结构体，属于操作系统内的数据结构！
- 修改位图，本质：修改内核的数据！！
- 不管信号怎么产生，发送信号，在底层，必须让OS发送！！！
- 所以操作系统自己，会提供发送信号的系统调用！！——kill
#include <sys/types.h> #include <signal.h> int kill(pid_t pid, int sig);// 进程id+信号编号发送信号，本质是什么？？
- 向目标进程写信号
- 修改位图！
- 通过进程的pid，给进程发送信号的编号
6. 产生信号的方式
产生信号的方式：
- 调用系统命令向进程发信号 ——kill
- [硬件]异常，如：除0，野指针，会产生问题：崩掉！
7. 使用函数产生信号
kill 函数
kill 命令是调⽤ kill 函数实现的。 kill 函数可以给⼀个指定的进程发送指定的信号。
#include <sys/types.h> #include <signal.h> int kill(pid_t pid, int sig);// 进程id+信号编号raise 函数
raise 函数可以给当前进程发送指定的信号（自己给自己发信号）。
#include <signal.h> int raise(int sig);// sig信号abort 函数
- abort 函数使当前进程接收到信号而异常终止。
- abort 函数的设计机制决定了它“必须”杀死进程，即使你注册了信号处理函数。
- abort 函数发出的是6 号信号（SIGABRT）
#include <stdlib.h> void abort(void);typedef void(*signal_t)(int); void Abort(int sig) { std::cout<<"abort 发出的信号："<<sig<<std::endl; } int main() { signal_t sig=signal(6,Abort); abort(); return 0; }[wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ ./testSignal abort 发出的信号：6 Aborted [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$8. 硬件异常产生信号
OS怎么知道硬件异常了？
- 因为产生了信号，除0会产生 8 号信号（SIGFPE，浮点数异常）；野指针会产生 11 号信号（SIGSEGV，段错误）。
操作系统怎么知道犯错了？
9. 由软件条件产生信号
概念
“软件条件”其实就是操作系统内核根据程序运行的逻辑状态或资源情况，主动判定“出事了”而发送的信号。 它不是硬件坏了（如除零、段错误），也不是人按了键，而是内核作为“管理员”发现不符合规则了。
最典型的三个“软条件”：
- 路断了 (SIGPIPE)：你往管道写数据，但读的那头已经挂了（关闭了），内核觉得你白忙活，就发信号终止你。
- 时间到了 (SIGALRM)：你设了闹钟（alarm），时间一到，内核就发信号提醒你。
- 孩子变了 (SIGCHLD)：子进程结束了，内核发信号通知父进程去“收尸”（回收资源）。
alarm 函数
#include <unistd.h> unsigned int alarm(unsigned int seconds);- 调⽤ alarm 函数可以设定⼀个闹钟,也就是告诉内核在 seconds 秒之后给当前进程发 SIGALRM 信号（14 号信号），该信号的默认处理动作是终⽌当前进程。
- 这个函数的返回值是0或者是以前设定的闹钟时间还余下的秒数。比如：
先设置 alarm(5) ，返回值为0。
过了 3 秒，再设置 alarm(10) ，返回值就是 2 ，意思是上次的闹钟还有 2 秒。
int main() { alarm(5); int cnt =1; while (true) { printf("second: %d\n",cnt++); sleep(1); } return 0; }[wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$ ./testSignal second: 1 second: 2 second: 3 second: 4 second: 5 Alarm clock [wsj@iZgw05f0yp422tzyebhkoaZ lesson26]$pause 函数
pause() 函数的主要作用是让当前进程挂起（暂停执行），直到它接收到一个信号为止。
#include <unistd.h> int pause(void);快速理解系统闹钟
- 假如现在的时间戳是 1000 ，调用 alarm(5) 后，就会在 1005 时给当前进程发 SIGALRM 信号。
OS会不会同时存在很多的闹钟？要不要对闹钟进程管理？
- 所以我们需要先描述，再组织。
- 在底层就可以使用小堆这种数据，将闹钟都插入，然后将当前的时间戳不断与堆顶闹钟比较。
10. 总结
- 所有信号产生，最终都要有OS来进行执行，为什么？OS是进程的管理者
- 信号的处理是否是立即处理的？在合适的时候
