Linux内核信号通知用户空间程序的实现方式 (linux内核信号通知上层)
信号是Linux操作系统中用于进程间通信的重要机制之一。当某些事件发生时，内核可以向进程发送信号来通知它们。如何让用户空间程序接收到内核发出的信号？本文将介绍。
1. 信号的概念和类型
信号是一种软件中断，由内核发送给进程，通知进程发生了某种事件。进程可以选择处理或忽略信号。在Linux中，信号由整数表示，范围从1到64。每个信号都有一个唯一的名称和一个默认的处理程序。
常用的信号有以下几种：
SIGINT: 终止前台进程（例如在终端输入Ctrl+C）。
SIGTERM: 终止进程（例如通过kill命令发送信号）。
SIGKILL: 强制终止进程（不能被捕获或忽略）。
SIGUSR1和SIGUSR2: 用户自定义信号，可以用于进程间通信。
2. 用户空间程序接收信号的方式
用户空间程序可以通过以下几种方式接收信号：
2.1 信号处理函数
每个进程可以为不同的信号注册一个信号处理函数。当进程接收到信号时，内核会自动调用相应的信号处理函数来处理信号。进程可以通过sigaction()系统调用来注册信号处理函数。
sigaction()系统调用的原型如下：
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact)
参数signum指定要注册的信号，参数act指定新的信号处理函数和信号标志，参数oldact用于存储旧的信号处理函数和信号标志。如果旧的信号处理函数和信号标志不需要保存，可以将该参数设置为NULL。
2.2 信号屏蔽和解除屏蔽
进程可以使用sigprocmask()系统调用来阻塞、解除阻塞或修改信号掩码。信号掩码用于指定哪些信号应该被屏蔽。当进程接收到一个被屏蔽的信号时，该信号被放置在进程的待处理信号集中，等待信号解除屏蔽时处理。
sigprocmask()系统调用的原型如下：
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset)
参数how指定执行哪种操作（阻塞、解除阻塞或修改信号掩码），参数set指定要设置的信号掩码，参数oldset用于存储上一个信号掩码。如果不需要保存上一个信号掩码，可以将该参数设置为NULL。
2.3 sigwt()函数
sigwt()函数用于等待并接收一个或多个指定的信号。该函数会将指定信号的等待队列打开，并等待至少一个信号到达。函数返回后，信号被从等待队列中删除，并将信号编号存储在参数sig中。
sigwt()函数的原型如下：
int sigwt(const sigset_t *set, int *sig)
参数set指定要等待接收的信号，参数sig用于存储接收到的信号编号。如果等待成功，函数返回0，否则返回错误编号。
3. 内核通知进程接收信号的方式
内核可以使用以下两种方式通知进程接收信号：
3.1 kill()系统调用
kill()系统调用用于向指定进程发送信号。其原型如下：
int kill(pid_t pid, int sig)
参数pid指定要发送信号的进程PID，参数sig指定要发送的信号。如果成功，该函数返回0，否则返回错误编号。
3.2 sigqueue()系统调用
sigqueue()系统调用可以向指定进程发送一个带有附加信息的信号。其原型如下：
int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value)
参数pid指定要发送信号的进程PID，参数sig指定要发送的信号，参数value包含附加信息，可以是一个整数或一个指针。如果成功，该函数返回0，否则返回错误编号。
4.
本文介绍了，包括用户空间程序接收信号的方式和内核通知进程接收信号的方式。用户空间程序可以通过信号处理函数、信号屏蔽和解除屏蔽、sigwt()函数等方式接收信号，而内核可以通过kill()系统调用和sigqueue()系统调用向进程发送信号。对于Linux系统开发者来说，了解这些实现方式可以更好地使用信号进行进程间通信和处理。
相关问题拓展阅读：
简述Linux进程间通信的几种方式
进程间通讯进程间通信就是不同进程之间传播或交换信息，进程的用户空间是互相独立的，进程之间可以利用系统空间交换信息。
管道(pipe)管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动。如果要进行双工通信，需要建立两个管道。
管道只能在具有亲缘关系的进程间使用，例如父子进程或兄弟进程。
有名管道(named pipe)
有名管道也是双半工的通信方式，但它允许无亲缘关系的进程间使用。
信号量(semophore)
信号量常用来作为一种锁机制来使用，它是一个记数器，用来控制多进程对共享资源的访问，防止多个进程同时访问一个共享资源。信号量主要用作为进程间或同一进程间不同线程之间的同步手段。
信号(sinal)
信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某些事件已经发生，要注意信号处理中调用的函数是否为信号安全。
消息队列(message queue)
消息队列是由消息的链表组成，存放在内核中并由消息队列标识符标识。
共享内存(shared memory)
共享内存就是映射察燃手一段被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，可由多个进程访问。共享内存是最快的IPC方式，它是针对其他进程间通信方式的低运行效率而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
套接段纤字(socket)
套接字也是进程间通信的一种方式，与其他方式不同的是，它可以用在不同主机间的进程通信（也是它的主要用途）。
几种方式的缺点
管道： 速度慢，容量有限，只能用于亲缘关系进程间通败嫌信。
有名管道： 同管道，不过允许无亲缘关系进程间通信。
消息队列： 容量受系统限制，队列中会遗留数据，读时要考虑到这些未读完的数据。
信号量： 主要用于同步，无法传递复杂的数据信息。
linux中的信号怎么理解？
linux的常用信号量BUS与SEGV二者都是错误信号，BUS表示总线错误，SEGV表示段错误，程序崩溃的时候99%都是这两个错误导致的。进程可以捕获和封锁这两类错误。内核对二者的默认处理是memorydumpWINCH窗口改变信号（WINdownCHanged）。例如虚拟终端的行数发生变化时将发送WINCH信号，绝大多数文本编辑器都能捕获WINCH信号自动进行重新配置。内核的默认处理是忽略该信号，并且不进行内存转储。进程可以捕获或者封锁该信号KILL 杀死/删除进程，编号为9STOP 挂起/暂停正在执行的进程，直到收到CONT为止KILLSTOP都不能够被捕获、封锁或者忽略，默认处理都冲悄仔不会产生内存转储。CONT 取消挂起，继续执行进程TSTP 是STOP信号的“软”版本，即在用户输入Ctrl+Z时由终端驱动程序发送的信号。捕获到该信号的进程通常清除它们的状态，如何给自己发送一个STOP信号。TSTP的默认处理不会导致内存转储。INT 中断信号，编号为2当用户输入Ctrl+C时由终端驱动程序发送INT信号INT信号是终止当前操作的请求，简单程序捕获到INT信号时应该退出，拥有命令行或者输入模式的那些程序应该停止他们正在做的事情，清除状态，并等待用户再次输入。TERM 软件终止信号，编号为15TERM是请求彻底终止某项操作的信号，它期望进程清楚自己的状态并退出QUIT 退出信号，编号为3与TERM类似，不同之处在于QUIT信号的默认处理是内存转储，而TERM信号的默认处理没有内存转储。HUP 挂起信号，编号为1，有两种解释：守护进程理解HUP为重新设置的请求，如果守护进程能够不用重新启动就能够重新读取它自己的配置文件并调整自己以适应变化的话，那么HUP信号通常可以用来触发这种行为HUP信号有时有终端驱动程序生成，试图用来清除（也就是终止）跟某个特定终端相连接的那些进程。例如当一个终端会话结束时，或者当一个Modem的连接不经意的断开时，就可能出现这种情况。如果需要某些进散汪程在会话结束之后继续运行，那么在CShell中设法让这些进程变成后台程序，ksh或者bash中可以用nohup来模拟这种行为。++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++进程的四种状态runnable（可运行状态）只要有CPU时间，进程就可以执行。一旦进运旦程执行了不能立即完成的系统调用，Linux会把进程转入睡眠状态sleeping（睡眠状态）进程在等待某些事件发生（如终端输入、网络连接）zombie（僵化状态）进程已经执行完毕并试图消亡，但是状态没有收集完stopped（停止状态）进程被挂起，不允许执行。进程收到STOP或者TSTP信号即进入停止状态，可以用CONT信号来重新启动
编号睁改为1 ~ 31的信号为传统UNIX支持的信号，是不可靠信号(非此则实时的)，编号为32 ~ 63的信号是后来扩森早棚充的，称做可靠信号(实时信号)。不可靠信号和可靠信号的区别在于前者不支持排队，可能会造成信号丢失，而后者不会。
浅谈linux进程之间是如何通信的
有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点；【java培训】 2、管道（Pipe）及有名管道（named pipe）：管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信； 3、套接口（Socket）：更为绝绝纳一般的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其它类Unix系统上：Linux和System V的变种都支持套接字；【学习java】 4、信号（Signal）：信号是并没比较复杂的通信方式，用于通知接受进程有某种事件发生，除了用于进程间通信外，进程还可以发送信号给进程本身；linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外，还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction（实际上，该函数是基于BSD的，BSD为了实现可靠信号机制，又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数）； 5、共享内存：使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而宏袜设计的。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥；【java学习】 6、信号量（semaphore）：主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。以上就是linux操作系统下进程之间的通信讲解，希望对广大学习者有所帮助。腾科IT教育软件学院是腾科IT教育集团旗下的全资子公司,是一家专业从事Java, Android, Oracle Java, Linux Java, 系统架构师等高端IT技能培训的专业机构。也是甲骨文授权的广州唯一一家正版Oracle Java学习中心！秉承六年办学理念，致力于提供全球领先的培训方案，着力打造IT行业精英人才。学校位于广州最繁华的金融商业中心天河区，地理位置优越，学校环境优美，教学设施完备，师资力量雄厚。
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