Linux进程信号

2024-06-22 10:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录 1.Core Dump1.1ulimit命令1.2Core Dump是什么1.3Core Dump是一种事后调试1.4Core Dump调试演示1.5验证段错误是11号信号1.6为什么云服务器默认关闭Core Dump 2.信号的几种概念3.信号的保存和发送3.1信号的保存3.2信号的发送 4.信号在内核中的示意图4.1保存示意图4.2普通信号易丢失 5.sigset_t6.信号集操作函数6.1sigset_t变量设置函数6.2信号屏蔽字更改函数sigprocmask6.3读取当前未决信号集函数sigpending6.4效果演示6.5原码验证 7.信号的捕捉7.1用户态、内核态7.2信号捕捉图解7.3信号捕捉函数 sigaction 8.再次理解程序崩溃还可以进行打印9.可重入函数10.volatile11.SIGCHLD

1.Core Dump 1.1ulimit命令

ulimit命令是查看或者设置当前用户或者进程使用资源的阀值在这里插入图片描述如上图所示我们的core fiel的大小是0，因此需要 ulimit -c +大小，对其进行大小的设置，才能生成对应的Core Dump文件

1.2Core Dump是什么

当一个程序崩溃之后，操作系统会将程序奔溃前的内存之中的信息转储于磁盘之中，因为一个进程的终止，需要操作系统发送信号，而一个进程收到信号，有三种处理方式，分别为：执行默认的动作、执行自定义动作、忽略它。所以说接收到了一个信号，并不是立即执行的，因此程序在崩溃前有时间将内存之中的信息，转存至硬盘之中

1.3Core Dump是一种事后调试

生成的core文件是二进制文件，因为core文件是给个编译器看的，方便调试，是一种事后调试(逐步逐过程为事前调试) 类似于linux的弹窗，报出错误在哪里

1.4Core Dump调试演示

在这里插入图片描述

1.5验证段错误是11号信号

在这里插入图片描述

1.6为什么云服务器默认关闭Core Dump

1.保护服务器由2.1的图中可知，云服务器默认是关闭Core Dump的，这是因为当发生段错误时，会在磁盘之中生成临时文件，而我们的服务器出现了错误，一般都是先让服务器先恢复使用再进行错误的调式如果服务器重启就发生错误，这样会导致生成很多临时文件，那么生成的临时文件将磁盘堆满，甚至将系统盘堆满，那么我们的系统就会出错，导致无法第一时间恢复使用

2.并不是所有的信号都需要Core Dumo 我们进程退出的时候，会有一个输出型参数status，低8位中的低7位表示退出信号，第8位表示Core Dump，如果为0则表示不需要，为1表示需要。比如我们的 kill -9号信号，系统直接终止进程，是不需要调式的

2.信号的几种概念

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执行信号的处理动作叫做信号递达信号从产生到递达之间的状态，称为信号未决被阻塞的信号，产生时，将保持未决状态，当进程解除对此信号的阻塞，才会执行递达动作阻塞和忽略是不一样的，忽略是一种处理动作，而信号只要被阻塞就不会被递达

3.信号的保存和发送 3.1信号的保存

信号的保存前提是，是否收到信号因此我们需要记录的信息是，这个信号是谁，这个信号是否产生而我们的实时信号有31种，因此使用一张位图可以进行保存比特位的位置表示是那种信号，比特位为1表示该种信号产生了，为0表示该种信号没有产生同理，我们对信号的阻塞信息，也会被保存在一张位图之中，对应的是当前信号是否被阻塞

3.2信号的发送

这张位图保存在进程的PCB之中，与其说是操作系统发出信号，不如说是操作系统向进程PCB中的位图写入信号信号的写入是由操作系统来执行的，如何处置这个信号则是由进程来决定的

4.信号在内核中的示意图 4.1保存示意图

我们的内核之中有两张结构一样的位图，来表示当前信号是否被阻塞，和是否处于未决状态，还有一个函数指针表示处理的动作信号产生时，内核在进程控制块中设置该信号的未决标志，直到信号递达，信号标志才会被清除在这里插入图片描述

4.2普通信号易丢失

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5.sigset_t

每个信号的阻塞或未决都是由一个比特位来表示的，不是0就是1，因此未决和阻塞标志可以使用同一样数据类型sigset_t来进行存储 sigset_t被称为信号集，表示每个信号是有效还是无效

在阻塞状态中，有效、无效表示是否被阻塞，阻塞信号集(block表)也被叫做当前进程的信号屏蔽字在未决状态中，有效、无效表示信号是否处于未决状态

6.信号集操作函数 6.1sigset_t变量设置函数

sigset_t是表示信号有效、无效状态的信号集，这个类型的实现是由系统来决定的，因此使用者只能调用下列函数的接口来操作sigset_t变量，而不是直接对其内部数据进行解释(比如，直接打印sigset_t类型变量，或者做位运算操作，这些都是没有意义的) 在这里插入图片描述

6.2信号屏蔽字更改函数sigprocmask

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6.3读取当前未决信号集函数sigpending

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6.4效果演示 void handler(int sig) { printf("i am 2 signal\n"); } void show(sigset_t *rset ) { for(int i=1;i signal(2,handler);//捕捉2号信号 sigset_t set; sigset_t oset; sigset_t rset; sigemptyset(&set);//清空当前信号集 sigaddset(&set,2);//添加2号信号 sigprocmask(SIG_BLOCK,&set,&oset);//将2号信号屏蔽 int count=0; while(1) { if(count==5)//10秒后，解除对2号信号的屏蔽 sigprocmask(SIG_SETMASK,&oset,NULL);//使用备份，恢复原来模样 sigpending(&rset);//获取当前信号集 show(&rset);//显示当前信号集 sleep(1); count++; } return 0; }

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6.5原码验证

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7.信号的捕捉

操作系统向进程发出信号，进程并不是立即执行信号的，而是在合适的时候，这个合适的时候是信号被递达的时候一个信号递达，是在内核态切换回用户态时，进行信号的相关检测

7.1用户态、内核态

我们的进程是不断在用户态和内核态进行切换的，因为内核的权限高，用户态的权限低，当我们需要执行操作系统代码的时候，用户态是无法执行的，因此需要切换成内核态

内核形态和用户形态是有物理地址支持的，操作系统有且仅有一个，因此只要有进程的存在，操作系统就会存在，每个进程的虚拟空间的内核空间对应的映射关系都是同样的，都是同一份内核代码

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7.2信号捕捉图解

在这里插入图片描述由上述可知，一个进程是可以产生多条执行流的，比如一条当前进程代码执行流，一条信号处理执行流

7.3信号捕捉函数 sigaction

sigaction与signal是以样的，都是信号捕捉函数，只是sigaction的功能更加的丰富在这里插入图片描述

8.再次理解程序崩溃还可以进行打印

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9.可重入函数

两个执行流，进入同一个函数称为重入函数在这里插入图片描述常见不可重入函数： 1.调用malloc/free的函数，因为malloc也是用全局链表来管理堆的 2.调用了I/O函数库，标准I/O库中很多实现都以不可重入的方式使用全局数据结构 3.STL库，STL考虑的是效率问题，安全问题需要操作者自己考虑(比如迭代器失效问题，可以侧面反映)

10.volatile

volatile修饰的变量，是不可被"覆盖"的，读取变量必须读取变量真实的存储位置(不可读取缓存、寄存器等位置的值) 在这里插入图片描述

11.SIGCHLD

子进程退出，父进程可以通过阻塞或非阻塞的方式等待子进程结束，然后清理资源，但是不管是那种方式，程序的实现都是比较复杂的

有什么办法可以让父进程不用等待，又不会产生僵尸进程呢？可以让子进程退出时，给父进程发送一个信号，父进程只需要在信号执行函数中调用wait函数清理资源，这样父进程就不必去检测子进程是否退出的问题了

1.进程终止时，会给父进程发送SIGCHLD信号 2.父进程如果通过signal或sigaction设置忽略这个信号，子进程终止时自动释放自己的资源，父进程不必再等待子进程(linux下可用，不保证其它系统上可用) 或者自定义SIGCHLD信号处理动作，调用wait等资源释放函数，也可以完成子进程资源的释放

在这里插入图片描述

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