【Linux】：信号的产生

一.前台进程和后台进程

1.前台进程

一个简单的代码演示

像这种程序在运行时，不能执行其他命令并且可以被ctrl+c终止的进程被称为前台进程。

2。后台进程

我们另外打开一个窗口，在另一个窗口运行程序。

这样在当前进程我们依然可以使用各种命令，但是该进程不能被ctrl+c终止，这样的进程被称为后台进程。

前台进程加个&也能变成后台进程。

可以通过进程的pid使用kill直接终止。

3.总结

Linux中，一次登陆中，一个终端，一般会配上一个bash，每一个登陆，只允许一个进程是前台进程，可以允许多个进程是后台进程。两者的本质区别就是谁来获取键盘输入。

为什么使用Ctrl c能将前台进程终止呢？就是因为前台进程能够读取到键盘输入，而ctrl c的本质就是发送一个2号信号。

我们把1到31号信号称为普通信号(产生后不必立即处理)，后面的称为实时信号(一旦产生必须处理)。下面我们只对普通信号进行讨论。

信号的处理方式一般有三种：
1.默认处理 （例如2号信号的默认动作就是终止自己）
2.忽略信号
3.自定义方式（信号捕捉）。

二.自定义信号动作接口

第一个参数：指定要进行自定义的信号。

第二个参数：一个函数，要自定义的动作，该函数的返回值是void，参数表示该信号。

例如：2号信号默认是终止，接下来把它更改一下

注意：

1. Ctrl-C 产生的信号只能发给前台进程。一个命令后面加个&可以放到后台运行,这样Shell不必等待进程结束就可以接受新的命令,启动新的进程。

2. Shell可以同时运行一个前台进程和任意多个后台进程,只有前台进程才能接到像 Ctrl-C 这种控制键产生的信号。

3. 前台进程在运行过程中用户随时可能按下 Ctrl-C 而产生一个信号,也就是说该进程的用户空间代码执行到任何地方都有可能收到 SIGINT 信号而终止,所以信号相对于进程的控制流程来说是异步(Asynchronous)的。

4. 为什么操作系统能够读到ctrl+c呢？因为cpu实际上与键盘的一部分是直接相连的，当键盘开始输入时就会直接向CPU发送一个硬件中断，然后CPU就会让操作系统来读取键盘的输入，最后将输入内容进行相应的解读。

三.信号的产生

1.键盘组合键

上面已经介绍了ctrl+c—>信号2。这就是一种键盘组合键

ctrl+\ ->信号3

ctrl+z->19号

可以看到它并没有如我们预期那样打印，说明它是不能被捕捉的。

所以不是所有信号都能被捕捉。

2.kill+信号+进程pid

我们经常使用kill+进程pid终止程序，kill也常用来给进程发送信号，例如接下来给进程分别发送1，2，3信号。

3.系统调用

1.kill函数

系统调用函数也可以直接发送命令。

示例

另外创建一个死循环程序，用该程序终止。

2.raise函数

3.abort函数

它是引起一个正常的进程直接终止。给自己发一个6号信号。

四.异常

一个程序发生异常本质上是收到了信号。

各种异常

很明显出现了异常并且只打印出了上面一句话，后面并没有进行打印。实际上这是接收了8号信号。

这是一个最常见的段错误。它收到了11号信号。

原因

注意任何异常都只能给当前进程造成影响，不会波及其他进程。

为什么/0和野指针会导致进程崩溃呢？这是因为当运行这种代码时，会给进程发送异常信号，导致进程崩溃。

为什么/0和野指针会给进程发送信号呢？在CPU里有一个寄存器叫状态寄存器，在状态寄存器里有一个溢出标志位，当在做/0操作时，那么就直接溢出了，而溢出标志位就由0变为1，从而被操作系统识别，之后操作系统就能对信息做出处理。

那么野指针呢？在操作系统里有一个页表用来转换虚拟地址和物理地址，而野指针就是地址转换失败。一旦失败，就会把失败地址传回CPU寄存器里。

总结：操作系统怎么知道是溢出异常还是段错误呢？本质就是因为不同的报错对应的是不同CPU寄存器（硬件）的报错。

五.软件条件

异常只会由硬件产生吗？答案是当然不是。

还记得管道吗？一个进程进行写入，另一个进程进行读取。如果我们将读端关掉，那么写端也会关闭并且会发送13号信号。这其实就算一种软件异常。

alarm

六.通过终端按键产生信号

一个进程在使用wait退出时会返回对应退出码（8-15位），而进程异常会收到退出信号（0-6位），第7位是coredum，它表示进程在终止的时候表示是core终止方式还是term终止方式。

core

term(以2号信号终止)

我们发现两者的core位都是0，怎么回事呢？其实是云服务器上的core功能默认是关闭的。

查看

开启core

在这之后形成了一个core文件。

core文件里会记录具体哪一行代码出现错误。直接使用gdb就可以调试。

信号发送其实本质上是给进程的PCB发。