Linux信号机制全解析（从产生、保存到处理的深度指南）

一、信号的产生：它是如何被触发的？

Linux信号产生有多种来源，常见的包括：

• 键盘组合键：例如我们在终端按下 Ctrl+C 会产生 SIGINT 信号。
• 系统调用：通过 kill 命令或函数向指定进程发送信号。
• 软件条件：例如使用 alarm 函数设置闹钟，超时后会产生 SIGALRM 信号。
• 硬件异常：比如程序出现了除0错误或者访问了非法内存地址。

二、信号的保存：未决与阻塞

信号产生后，进程并不一定会立即处理，而是先将其保存在进程控制块（PCB）中。这就涉及到了关键的信号保存机制。内核为每个进程维护了三张重要的表：

1. 未决位图（Pending）：记录哪些信号已经产生但尚未被处理。
2. 阻塞位图（Block）：也称为阻塞信号集。如果一个信号在阻塞集中，即使它产生了，也会一直维持在“未决”状态，直到进程解除对此信号的阻塞。
3. 处理动作表（Handler）：记录每个信号对应的处理方式。

三、信号的处理：进程的终点站

信号在什么时机被处理？答案是：当进程从“内核态”切换回“用户态”时。内核会检查该进程的未决位图，并结合阻塞信号集判断是否有信号需要被处理。

信号处理流程通常分为三种动作：

• 默认动作：执行系统预定义的行为，如终止进程。
• 忽略：进程直接丢弃该信号，不执行任何操作。
• 自定义捕捉：程序员可以编写专门的函数来处理特定信号。