Linux中的信号

在Linux中，信号是一种进程间通信的机制，在Linux这个多用户多进程系统中，信号的存在是必然的。信号是一种软件中断，它提供了一种处理异步事件的方法，也是进程间唯一的异步通信方式。根据POSIX标准拓展以后的信号机制，信号不仅可以用来通知某进程发生了什么事件，还可以给进程传递数据。
Linux中所支持的信号都是以SIG开头的。

信号来源

信号的来源可以有很多方式，按照产生的条件不同可以分为硬件和软件俩种方式。
1.硬件方式

用户按键产生：当用户在终端上按下某些特定的键是，将产生信号。比如按下<Ctrl+C>组合键后将产生一个SIGINT信号，默认为终止进程。
硬件检测到异常产生：硬件（比如CPU）会检测到一些错误，并将其通知给Linux操作系统内核，然后内核生成相应的信号，并把信号发送给该事件发生时正在运行的程序。比如出现除数为0、无效的存储访问等错误。

2.软件方式

用户调用：用户在终端下调用kill命令向进程发送任意信号。
进程调用：进程调用kill或sigqueue函数可以向其他进程发送信号。
定时器发送：当检测到某种软件条件已经具备时发出信号，比如由alarm或settimer设置的定时器超时将产生SIGALRM信号。

信号的种类

在终端中输入kill -l可显示Linux系统支持的全部信号。

SIGHUP
本信号在用户终端连接(正常或非正常)结束时发出, 通常是在终端的控制进程结束时, 通知同一session内的各个作业, 这时它们与不再关联。
登录Linux时，系统会分配给登录用户一个终端(Session)。在这个终端运行的所有程序，包括前台和组，一般都属于这个Session。当用户退出Linux登录时，前台和后台有对终端输出的进程将会收到SIGHUP信号。这个信号的默认操作为终止进程，因此前台和后台有终端输出的进程就会中止。不过可以捕获这个信号，比如wget能捕获SIGHUP信号，并忽略它，这样就算退出了Linux登录，wget也能继续下载。
此外，对于与终端脱离关系的，这个信号用于通知它重新读取配置文件。
SIGINT
程序终止(interrupt)信号, 在用户键入INTR字符(通常是Ctrl-C)时发出，用于通知前台进程组终止进程。
SIGQUIT
和SIGINT类似, 但由QUIT字符(通常是Ctrl-)来控制. 进程在因收到SIGQUIT退出时会产生core文件, 在这个意义上类似于一个程序错误信号。
SIGILL
执行了非法指令. 通常是因为本身出现错误, 或者试图执行. 时也有可能产生这个信号。
SIGTRAP
由断点指令或其它trap指令产生. 由debugger使用。
SIGABRT
调用生成的信号。
SIGBUS
非法地址, 包括对齐(alignment)出错。比如访问一个四个的整数, 但其地址不是4的倍数。它与SIGSEGV的区别在于后者是由于对合法存储地址的非法访问触发的(如访问不属于自己或只读)。
SIGFPE
在发生致命的错误时发出. 不仅包括错误, 还包括溢出及除数为0等其它所有的算术的错误。
SIGKILL
用来立即结束程序的运行. 本信号不能被阻塞、处理和忽略。如果管理员发现某个进程终止不了，可尝试发送这个信号。
SIGUSR1
留给用户使用
SIGSEGV
试图访问未分配给自己的内存, 或试图往没有写权限的写数据.
SIGUSR2
留给用户使用
SIGPIPE
管道破裂。这个信号通常在产生，比如采用FIFO(管道)通信的两个进程，读管道没打开或者意外终止就往管道写，写进程会收到SIGPIPE信号。此外用Socket通信的两个进程，写进程在写Socket的时候，读进程已经终止。
SIGALRM
时钟, 计算的是实际的时间或时钟时间. alarm函数使用该信号.
SIGTERM
程序结束(terminate)信号, 与SIGKILL不同的是该信号可以被阻塞和处理。通常用来要求程序自己正常退出，命令kill产生这个信号。如果进程终止不了，我们才会尝试SIGKILL。
SIGCHLD
子进程结束时, 会收到这个信号。
如果没有处理这个信号，也没有等待(wait)子进程，子进程虽然终止，但是还会在内核进程表中占有表项，这时的子进程称为。这种情况我们应该避免(或者忽略SIGCHILD信号，或者捕捉它，或者wait它派生的子进程，或者父进程先终止，这时子进程的终止自动由来接管)。
SIGCONT
让一个停止(stopped)的进程继续执行. 本信号不能被阻塞. 可以用一个handler来让程序在由stopped状态变为继续执行时完成特定的工作. 例如, 重新显示提示符
SIGSTOP
停止(stopped)进程的执行. 注意它和terminate以及interrupt的区别:该进程还未结束, 只是暂停执行. 本信号不能被阻塞, 处理或忽略.
SIGTSTP
停止进程的运行, 但该信号可以被处理和忽略. 用户键入SUSP字符时(通常是Ctrl-Z)发出这个信号
SIGTTIN
当后台作业要从用户终端读数据时, 该作业中的所有进程会收到SIGTTIN信号. 时这些进程会停止执行.
SIGTTOU
类似于SIGTTIN, 但在写终端(或修改终端模式)时收到.
SIGURG
有"紧急"数据或out-of-band数据到达时产生.
SIGXCPU
超过CPU时间资源限制. 这个限制可以由/setrlimit来读取/改变。
SIGXFSZ
当进程企图扩大文件以至于超过文件大源限制。
SIGVTALRM
虚拟. 类似于SIGALRM, 但是计算的是该进程占用的CPU时间.
SIGPROF
类似于SIGALRM/SIGVTALRM, 但包括该进程用的CPU时间以及的时间.
SIGWINCH
窗口大小改变时发出.
SIGIO
准备就绪, 可以开始进行输入/输出操作.
SIGPWR
Power failure
SIGSYS
非法的。

在以上列出的信号中，程序不可捕获、阻塞或忽略的信号有：SIGKILL,SIGSTOP

不能恢复至默认动作的信号有：
SIGILL,SIGTRAP

默认会导致进程流产的信号有：SIGABRT,SIGBUS,SIGFPE,SIGILL,SIGIOT,SIGQUIT,SIGSEGV,SIGTRAP,SIGXCPU,SIGXFSZ

默认会导致进程退出的信号有：SIGALRM,SIGHUP,SIGINT,SIGKILL,SIGPIPE,SIGPOLL,SIGPROF,SIGSYS,SIGTERM,SIGUSR1,SIGUSR2,SIGVTALRM

默认会导致进程停止的信号有：SIGSTOP,SIGTSTP,SIGTTIN,SIGTTOU

默认进程忽略的信号有：SIGCHLD,SIGPWR,SIGURG,SIGWINCH

此外，SIGIO在是退出，在4.3BSD中是忽略；SIGCONT在进程挂起时是继续，否则是忽略，不能被阻塞

信号的可靠性

信号分为可靠信号与不可靠信号，1号SIGHUP到31号SIGSYS之间的所有信号都是继承UNIX系统的信号，是不可靠信号；33号SIGRTMIN到64号SIGRTMAX之间的信号都是可靠信号（也称为实时信号）。
Linux系统中，信号的可靠性是指信号是否会丢失，或者说信号是否支持排队，下面对此做一下解释：

首先要了解信号的产生和传递过程
当产生信号的事件发生后，内核就产生一个信号，信号产生后，内核会在进程表中设置某种形式的标志。当内核设置了这个标志，我们就说内核向进程传递了一个信号。信号产生和传递的时间间隔就称为信号未决（pending）
然后要清楚信号的阻塞
如果进程对一个信号了一个阻塞，那么接下来如果再次产生此信号，进程对此信号的动作是，捕捉该信号（即不忽略信号），内核会将进程捕捉到的信号设置为未决状态，直到该进程对此信号解除阻塞。
然后要了解解除阻塞后的操作
如果在进程解除对某个信号的阻塞前，这种信号发生了多次，如果信号被传递了多次，也就是说信号在未决信号队列里面排队，那么解除阻塞后会按照排队顺序执行信号，这种信号就是可靠信号。但是如果信号只传递一次（产生多次，传递一次），则称此信号是不可靠信号。

一句话总结就是：信号阻塞时，多次收到信号的前提下，当解除阻塞后对每一次信号都做出反应的信号就是可靠信号；收到多次，只做一次反应的信号就是不可靠信号。