信号基础：信号的概念与作用
信号，说白了就是软件层面的中断。我刚开始学Linux编程时，觉得信号这东西挺玄乎的——不就是发个通知吗？后来踩过几次坑才明白，信号是进程间通信最基础、最轻量的方式之一。
它的作用很简单：通知进程某个事件发生了。比如你按Ctrl+C，系统就给前台进程发个SIGINT；你写了个野指针，内核就发个SIGSEGV。进程收到信号后，可以选择忽略、处理或者按默认方式行事。
核心要点：信号是一种异步事件处理机制。发送方不需要等待接收方处理完毕，接收方也不需要时刻检查有没有信号到来。
信号的分类
可靠信号 vs 不可靠信号
这个分类其实跟历史有关。早期Unix的信号是不可靠的，什么意思呢？就是信号可能会丢失。比如你连续发了两个相同的信号，进程可能只收到一个。
我曾在项目中遇到过这个问题：一个守护进程需要处理SIGCHLD信号来回收子进程，结果高并发下子进程结束太快，信号丢失了，导致僵尸进程堆积。后来改用可靠信号才解决。
| 特性 | 不可靠信号（1-31） | 可靠信号（SIGRTMIN-SIGRTMAX） |
|---|---|---|
| 是否排队 | 不排队，可能丢失 | 排队，不会丢失 |
| 是否支持携带数据 | 不支持 | 支持（通过sigqueue） |
| 标准定义 | POSIX.1标准 | POSIX.1实时扩展 |
实时信号 vs 非实时信号
实时信号其实就是可靠信号。它们有优先级，编号越小优先级越高。而且实时信号支持排队，你发多少个就能收到多少个，一个不落。
非实时信号呢？就是前面说的不可靠信号。它们不排队，而且如果进程正在处理某个信号，同类型的信号会被阻塞，处理完后只保留一个。
我的建议：新写的代码尽量用实时信号。虽然大部分场景下非实时信号够用，但万一哪天业务量上来了，信号丢失的坑可不好填。
常见信号
Linux下信号有好几十种，但常用的就那么几个。我列个表，你一看就明白：
| 信号名 | 编号 | 默认行为 | 典型触发场景 |
|---|---|---|---|
| SIGINT | 2 | 终止进程 | Ctrl+C |
| SIGKILL | 9 | 终止进程（不可捕获） | kill -9 |
| SIGSEGV | 11 | 终止进程+core dump | 访问非法内存地址 |
| SIGTERM | 15 | 终止进程 | kill命令默认发送 |
| SIGCHLD | 17 | 忽略 | 子进程状态改变 |
| SIGPIPE | 13 | 终止进程 | 向已关闭的管道写数据 |
注意：SIGKILL和SIGSTOP这两个信号不能被捕获、阻塞或忽略。这是系统给你的最后手段。我曾经见过有人试图捕获SIGKILL来做清理工作，结果发现根本行不通。
信号的产生方式
信号怎么来的？我总结了几种常见方式：
- 键盘输入：Ctrl+C产生SIGINT，Ctrl+\产生SIGQUIT
- 硬件异常：除零产生SIGFPE，非法内存访问产生SIGSEGV
- 系统调用：kill()、raise()、alarm()、sigqueue()等
- 软件条件：比如SIGURG（带外数据到达）、SIGALRM（定时器到期）
- 进程间通信：一个进程向另一个进程发送信号
举个例子，你写了个死循环程序，想让它停下来。你按Ctrl+C，终端驱动检测到这个组合键，就给前台进程组发SIGINT。进程收到后，默认就终止了。简单吧？
信号的默认处理方式
每个信号都有默认行为，大致分这么几类：
- 终止进程：大部分信号都这样，比如SIGINT、SIGTERM
- 终止进程+core dump：比如SIGSEGV、SIGABRT。core dump可以帮你调试，但生产环境一般关掉
- 忽略：比如SIGCHLD、SIGURG
- 暂停进程：比如SIGSTOP
- 恢复进程：比如SIGCONT
避坑指南：我曾经在写一个网络服务时，忘了处理SIGPIPE。结果客户端断开连接后，服务端继续往socket写数据，直接挂了。后来加上SIGPIPE的忽略处理才稳定下来。
信号的生命周期
一个信号从产生到被处理，经历三个阶段：
- 产生：事件发生，信号被生成
- 递送：信号被发送给目标进程
- 处理：进程执行信号处理函数（或默认行为）
但这里有个关键点：信号不是立即处理的。进程会在从内核态返回用户态时，检查是否有待处理的信号。所以信号处理是有延迟的。
我画了个流程图，帮你理解这个过程：
信号的阻塞与未决
这两个概念容易搞混，我当年也迷糊过一阵子。
阻塞，就是进程告诉内核：这个信号我现在不想处理，你先帮我挡着。进程可以设置信号屏蔽字，指定哪些信号需要阻塞。
未决，就是信号已经产生了，但因为被阻塞了，还没递送给进程。这些信号会待在未决信号集里，等阻塞解除后再处理。
举个例子：你正在写一个关键的数据更新操作，不希望被SIGINT打断。你可以先阻塞SIGINT，等数据更新完了再解除阻塞。这期间如果有人按Ctrl+C，信号不会丢失，而是变成未决状态，等你解除阻塞后再处理。
关键区别：
- 阻塞是进程主动设置的，是一种保护机制
- 未决是信号产生后的中间状态，是被动的
- 阻塞的信号可以变成未决，但未决的信号不一定是因为阻塞
我曾经踩过的坑：在信号处理函数里调用printf。printf不是可重入函数，信号处理函数中调用它可能导致死锁。后来我改用write系统调用，或者设置一个标志变量，在主循环中检查处理。
嗯，信号的基础知识就这些。理解这些概念后，你就能更好地掌握信号的使用了。记住一点：信号是异步的，处理时要小心竞态条件。多线程环境下更要谨慎，因为信号的处理是进程级的，不是线程级的。
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