Linux系統中的訊號

        訊號（Signal）是Linux系統中用於進程之間相互連信或操作的一種機制。訊號是一個相當廣泛的課題；在這裡，我們僅僅探討幾種最重要的訊號以及利用訊號控制進程的技術。
        訊號是一個發送到進程的特殊資訊。訊號機制是非同步；當一個進程接收到一個訊號時，它會立刻處理這個訊號，而不會等待當前函數甚至當前一行代碼結束運行。訊號有幾十種，分別代表著不同的意義。訊號之間依靠它們的值來區分，但是通常在程式中使用訊號的名字來表示一個訊號。在Linux系統中，這些訊號和以它們的名稱命名的常量均定義在/usr/include/bits/signum.h檔案中。（通常程式中不需要直接包含這個標頭檔，而應該包含<signal.h>。）
        當一個進程接收到訊號，基於不同的處理方式（disposition），該進程可能執行幾種不同操作中的一種。每個訊號都有一個預設處理方式(default disposition)，當進程沒有指定自己對於某個訊號的處理方式的時候，預設處理方式將被用於對對應訊號作出響應。對於多數種類的訊號，程式都可以自由指定一個處理方式——程式可以選擇忽略這個訊號，或者調用一個特定的訊號處理函數。如果指定了一個訊號處理函數，當前程式會暫停當前的執行過程，同時開始執行訊號處理函數，並且當訊號處理函數返回之後再從被暫停處繼續執行。
        Linux系統在運行中出現特殊狀況的時候也會向進程發送訊號通知。例如，當一個進程執行非法操作的時候可能會收到SIGBUS（主線錯誤），SIGSEGV（段溢出錯誤）及SIGFPE（浮點異常）這些訊號。這些訊號的預設處理方式都是終止程式並且產生一個核心轉儲檔案（core file）。
一個進程除了響應系統發來的訊號，還可以向其它進程發送訊號。對於這種機制的一個最常見的應用就是通過發送SIGTERM或SIGKILL訊號來結束其它進程。３#3 除此之外，它還常見於向運行中的進程發送命令。兩個“使用者自訂”的訊號SIGUSR1和SIGUSR2就是專門作此用途的。SIGHUP訊號有時也用於這個目的——通常用於喚醒一個處於等待狀態的進程或者使進程重新讀取設定檔。
系統調用sigaction用於指定訊號的處理方式。函數的第一個參數是訊號的值。之後兩個參數是兩個指向sigaction結構的指標；第一個指向了將被設定的處理方式，第二個用於儲存先前的處理方式。這兩個sigaction結構中最重要的都是sa_handler域。它可以是下面三個值：

· SIG_DFL，指定預設的訊號處理方式· SIG_IGN，指定該訊號將被忽略· 一個指向訊號處理函數的指標。這個函數應該接受訊號值作為唯一參數，且沒有傳回值。

        因為訊號處理是非同步進行的，當訊號處理函數被調用的時候，主程式可能處在非常脆弱的狀態，並且這個狀態會一直保持到訊號處理函數結束。因此，應該盡量避免在訊號處理函數中使用輸入輸出功能、絕大多數庫函數和系統調用。
        訊號處理函數應該做儘可能少的工作以響應訊號的到達，然後返回到主程式中繼續運行（或者結束進程）。多數情況下，所進行的工作只是記錄訊號的到達。而主程式則定期檢查是否有訊號到達，並且針對當時情況作出相應的處理。
       訊號處理函數也可能被其它訊號的到達所打斷。雖然這種情況聽起來非常罕見，一旦出現，程式將非常難以確定問題並進行調試。甚至於對全域變數賦值可能也是不安全的，因為一個賦值操作可能由兩個或更多機器指令完成，而在這些指令執行期間可能會有第二個訊號到達，致使被修改的全域變數處於不完整的狀態。如果你需要從訊號處理函數中設定全域標誌以記錄訊號的到達，這個標誌必須是特殊類型sig_atomic_t的執行個體。Linux保證對於這個類型變數的賦值操作只需要一條機器指令，因此不用擔心可能在中途被打斷。在Linux系統中，sig_atomic_t就是基本的int類型；事實上，對int或者更小的整型變數以及指標賦值的操作都是原子操作。不過，如果你希望所寫的程式可以向任何標準UNIX系統移植，則應將所有全域變數設為sig_atomic_t類型。
        如下所示，代碼清單3.5中的簡單程式中，我們利用訊號處理函數統計程式在運行期接收到SIGUSR1訊號的次數。SIGUSR1訊號是一個為應用程式保留的訊號。
        代碼清單 3.5 （sigusr1.c）使用訊號處理函數

#include <signal.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>sig_atomic_t sigusr1_count = 0;void handler(int signal_number){++sigusr1_count;}int main (){struct sigaction sa;memset (&sa, 0, sizeof (sa));sa.sa_handler = &handler;sigaction (SIGUSR1, &sa, NULL);/* 這裡可以執行一些長時間的工作。*/sleep(20);printf ("SIGUSR1 was raised %d times\n", sigusr1_count);return 0;}