1. 介绍
信号是Linux系统中一种重要的通信机制，用于指导系统进程的行为。通过发送信号，进程可以通知其他进程发生的事件，如中断、错误、软件终止等。信号是进程与内核之间的一种异步通信机制，可以在进程间传递。
2. 信号的基本概念
2.1 信号的分类
在Linux系统中，信号被分为三类：
标准信号：由内核提供，用于通知进程发生的一些事件，如终止信号（SIGTERM）、中断信号（SIGINT）等。
实时信号：可以由进程发送，并可以携带相关的数据，如实时终止信号（SIGRTMIN+9）等。
自定义信号：由用户定义，用于满足特定应用需求。
2.2 信号的编号
每个信号都有一个唯一的编号，以SIG开头，如SIGTERM、SIGINT等。信号的编号范围为1-32，其中1-31为标准信号，32为实时信号。
2.3 信号的发送和接收
进程可以通过发送信号来通知其他进程发生的事件，也可以通过接收信号来处理相应的事件。信号的发送和接收是异步的，接收进程不需要事先请求或等待信号的到达，而是在接收到信号时被中断并执行相应的信号处理函数。
3. 信号的处理
3.1 忽略信号
进程可以选择忽略某个信号，即不做任何处理。可以使用系统调用signal()或者sigaction()来设置信号的处理方式为忽略。
#include <signal.h>
void ignore_handler(int signum) {
// 什么也不做
}
int main() {
signal(SIGINT, ignore_handler); // 忽略SIGINT信号
while(1) {
// 循环执行其他代码
}
return 0;
}
上述代码中，设置了SIGINT信号的处理函数为ignore_handler，即忽略SIGINT信号。在无限循环中，程序会忽略所有接收到的SIGINT信号。
3.2 捕捉信号
进程可以选择捕捉某个信号，并在接收到信号时执行特定的处理函数。可以使用系统调用signal()或者sigaction()来设置信号的处理方式为捕捉。
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void handler(int signum) {
printf("Received signal %d\n", signum);
}
int main() {
signal(SIGINT, handler); // 捕捉SIGINT信号
while(1) {
// 循环执行其他代码
}
return 0;
}
上述代码中，设置了SIGINT信号的处理函数为handler，在接收到SIGINT信号时，会执行handler函数，并打印接收到的信号编号。
3.3 默认处理方式
除了忽略和捕捉信号之外，进程还可以将信号的处理方式设置为默认处理方式，即使用默认的系统处理函数处理该信号。默认处理方式可以使用系统调用signal()或者sigaction()来设置。
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int main() {
signal(SIGINT, SIG_DFL); // 设置SIGINT信号的处理方式为默认
while(1) {
// 循环执行其他代码
}
return 0;
}
上述代码中，设置了SIGINT信号的处理方式为默认。在接收到SIGINT信号时，系统会使用默认处理函数处理该信号。
4. 信号的发送和接收
4.1 信号的发送
进程可以使用系统调用kill()来向其他进程发送信号。
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int sig);
pid：目标进程的进程ID，可以为正值、负值或零。
sig：要发送的信号编号。
kill()函数将信号sig发送给进程pid。
4.2 信号的接收
进程可以使用系统调用signal()或者sigaction()来设置信号的处理函数，用于接收信号并处理。
#include <signal.h>
void handler(int signum) {
// 处理信号
}
void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);
signum：要设置处理函数的信号编号。
handler：处理信号的函数指针。
上述代码中，调用signal()函数将信号signum的处理函数设置为handler，即在接收到信号signum时，会调用handler函数进行处理。
5. 信号的应用场景
5.1 程序终止
信号可以用于终止程序的执行，如SIGTERM信号可以用于请求进程正常退出，SIGKILL信号可以用于立即终止进程。
5.2 中断处理
信号可以用于处理程序的中断，如SIGINT信号可以用于终止程序的执行并进行一些清理工作。
5.3 进程间通信
信号也可以用于进程间通信，如父进程可以通过向子进程发送信号来通知子进程发生的事件。
5.4 错误处理
信号可以用于处理程序的错误，如接收到SIGSEGV信号时，可以进行相关的错误处理，如打印错误信息、记录日志等。
6. 小结
Linux系统中的信号机制提供了一种有效的进程间通信和事件处理的机制。通过发送和接收信号，进程可以实时响应外部事件，并根据需要进行相应的处理。信号的处理方式可以忽略、捕捉或使用默认处理函数，可以根据具体需求进行设置。在实际应用中，信号被广泛应用于终止程序、处理中断、进程间通信和错误处理等方面。