关于信号Signal – Captian's blog

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信号的本质

信号是Linux系统中用于进程间通信（IPC）的一种机制，本质上是一种软件中断。它模拟了硬件中断的机制，通知进程发生了某个事件。

还是拿 “取快递”这件事来举例吧

信号识别（内置能力）
- 快递员打电话过来，你不需要别人教你怎么接电话，这是你的本能
- 内核在创建进程（fork）时，PCB（进程控制块）中就已经有了一张映射表，规定了数字 2 代表 SIGINT，数字 9 代表 SIGKILL 等。
信号产生
- 可以是快递员打电话过来，也可以是手机的快递短信…….
- 硬件层面就是键盘CTRL+C，软件层面就是kill命令…..
信号保存（重点）
- 当快递员打电话过来的时候，你开了把GO，1v5残局，抽不开时间接电话，等打完再去取快递
- 信号不是发给进程就立刻执行的，而是先保存在进程的 PCB 中。
  - 未决信号集（Pending）：收到了信号，但还没处理。
  - 阻塞信号集（Blocked/Mask）：进程告诉内核“我现在不方便处理这个信号，先留着别打断我”。
    - 注意：阻塞不等于忽略。阻塞是“延后处理”，忽略是“直接丢弃”。
信号处理时机
- 打完了，就去取快递
- 进程从内核态切换回用户态的前一刻。

默认动作（Default）：
- 大多数信号（如 SIGINT）的默认动作是终止进程。
- 部分是忽略（如 SIGCHLD）。
- 部分是生成 Core Dump（核心转储，如 SIGSEGV 段错误），用于事后调试。
忽略（Ignore）：
- 明确告诉内核：“这个信号来了直接丢掉，别烦我”。
- 死穴：SIGKILL (9) 和 SIGSTOP (19) 不能被忽略，这是上帝视角（管理员）的最后手段。
捕捉/自定义（Capture/Handler）：
- 写一个函数，通过 signal() 或 sigaction() 注册给内核。信号来了，暂停主程序，跑去执行这个函数。
- 就是修改PCB里面的那张映射表，添加一个信号和对应处理动作

信号编号	名称	常用场景/含义	默认动作	面试考点/备注
2	SIGINT	Ctrl + C	终止	友好的终止，进程可以捕获它做清理工作（如保存文件）。
3	SIGQUIT	Ctrl + \	Core Dump	比 Ctrl+C 狠一点，终止并生成 Core 文件供调试。
9	SIGKILL	kill -9	强制终止	不可捕捉、不可忽略、不可阻塞。立即杀死，进程无法做清理工作（可能导致数据丢失）。
11	SIGSEGV	非法内存访问	Core Dump	指针越界、野指针、访问空指针时产生。
15	SIGTERM	kill	终止	默认的 kill 信号。程序可以捕获它，优雅地退出（释放资源后自杀）。
17	SIGCHLD	子进程状态改变	忽略	子进程结束时发给父进程。父进程若不处理（调用 wait），子进程会变成僵尸进程。
19	SIGSTOP	kill -19	暂停	不可捕捉、不可忽略。类似把程序“冻结”。
20	SIGTSTP	Ctrl + Z	暂停	这种暂停是可以被进程捕获处理的。

这是操作系统设计者留给系统管理员（Root）的“后门”或“尚方宝剑”。如果所有信号都能被进程捕获并忽略，写一个死循环病毒并忽略所有信号，那管理员就无法杀掉这个失控的进程，系统只能重启。

按下 Ctrl+C，本质是硬件中断触发操作系统将输入转换为 SIGINT 信号，并发送给前台进程，最终导致进程终止的过程。

以下是详细过程：

1. 硬件输入（敲键盘） 当你按下 Ctrl + C，键盘给 CPU 发送了一个硬件中断，告诉 CPU：“有按键输入了，快来看！”

2. 系统解析（翻译） 操作系统的终端驱动程序拿到了这个输入，发现是 Ctrl + C 组合键。系统知道这个组合键不是普通的字符，而是中断命令。于是，它把这个命令“翻译”成了一个信号：2号信号 SIGINT。

3. 信号发送（找目标） 操作系统把 SIGINT 信号发送给当前终端的前台进程（就是你屏幕上正在运行的那个程序）。

4. 进程处理（执行） 进程收到了 SIGINT 信号：

在操作系统内核层面，SIGUSR1 和 SIGUSR2 没有任何区别，操作系统对它们的默认处理方式都是直接终止进程 它们都是用户自定义信号（User-defined Signal），它们的区别完全取决于程序员在写代码时，给这两个信号绑定了什么功能。