Linux进程信号之阻塞信号

前两天写了信号的基本概念以及如何去产生信号，欢迎大家戳博客链接：https://blog.csdn.net/apt1203JN/article/details/79955014
先来了解一下信号的三种状态：

* 信号递达（Delivery）：实际执行信号的处理动作
* 信号未决（Pending）：信号从产生到递达之间的状态
* 信号阻塞（Block）：进程可以选择阻塞某个信号，被阻塞的信号产生时将保持在未决状态，直到进程接触对此信号的阻塞，才执行递达的动作

注意阻塞和忽略的不同之处：

* 阻塞和忽略是不同的，只要信号被阻塞就不会递达，而忽略是在抵达之后可选的一种处理动作

下面来看一下操作系统为每个进程提供的一套信号机制：

上图的三张表分别为：阻塞表（Block）、未决表（Pending）、递达表
这三张表分别对应三种不同的状态：信号阻塞、信号未决、信号递达之后的自定义捕捉
前两张表都是通过位图来存储的（决定了当前是否能收到信号），信号被阻塞就将相应位置置1，否则就置0。而在pending表中，当前位是1时表示信号存在，置0时表不存在。（pending表中的数据是判断信号是否存在的重要因素）

在上图当中：

SIGHUP信号（也就是（1）号信号）未阻塞也未产生过，当它抵达时执行默认处理工作。
SIGINT信号产生过，但正在被阻塞，所以暂时不能递达。虽然它的处理动作是忽略，但在没有解除阻塞之前不能忽略这个信号，因为进程仍有机会改变处理动作之后再解除阻塞。
SIGQUIT信号从未产生过，一旦产生，SIGQUIT信号将被阻塞，它的处理动作是用户自定义的函数singhandler。

小问题：

倘若在进程解除对某种信号的阻塞之前这种信号产生过多次，将会如何处理？

解析：Linux下的实现方式：常规信号在递达之前产生多次只计一次，而实时信号在递达之前产生多次可以依次放在一个队列里。

* 小知识点：普通信号允许丢失、实时信号是不允许的

信号集（sigset_t）
因为在上图中，阻塞和未决标志都可以用相同的数据结构（位图）来表示，因此，阻塞和未决标志可以用相同的数据类型（sigset_t）来存储。
sigset_t称之为信号集，这个类型可以表示每个信号的“有效”或“无效”状态，在阻塞信号集中“有效”和“无效”的含义是该信号是否被阻塞，而在未决信号集中“有效”和“无效”的含义是该信号是否处于未决状态

信号集操作函数

#include <signal.h>
// 函数sigemptyset初始化set所指向的信号集，使其中所有信号的对应bit清零，表示该信号集不包含任何有效信息
int sigemptyset(sigset_t  *set)
// 函数sigfillset初始化set所指向的信号集，使其中所有信号的对应bit置位，表示该信号集的有效信息包含系统支持的所有信号
int  sigfillset(sigset_t  *set)
int  sigaddset(sigset_t  *set， int  signo)
int  sigdelset(sigset_t  *set,     int signo)
int  sigismember(const  sigset_t  *set,   int signo)

注意点：（1）在使用sigset_t类型的变量之前，一定要调用sigemptyset或sigfillset做初始化，使信号集处于确定的状态。
（2）初始化sigset_t变量之后就可以在调用sigaddset和sigdelset在该信号集中添加或删除某种有效信号

信号屏蔽字（sigprocmask）：通过调用函数sigprocmask可以读取或更改进程的信号屏蔽字（阻塞信号集）

#include  <signal.h>
int  sigprocmask（int  how，const  sigset_t  *set，sigset_t  *oset）；
//  返回值：若成功则为0，若出错则为-1

（1）若oset是非空指针，则读取进程的当前信号屏蔽字通过oset参数传出。
（2）若set是非空指针，则更改进程的信号屏蔽字，参数how至少如何更改
（3）若oset和set都是非空指针，则先将原来的信号屏蔽字备份到oset里，然后根据set和how参数更改信号屏蔽字

来看一下how参数的可选值

* SIG_BLOCK：set包含了我们希望添加到当前信号屏蔽字的信号，相当于mask=mask|set
* SIG_UNBLOCK：set包含了我们希望从当前信号屏蔽字中解除阻塞的信号，相当于mask=mask&~set
* SIG_SETMASK：设置当前信号屏蔽字为set所指向的值，相当于mask=set

如果调用sigprocmask解除了对当前若干个未决信号的阻塞，则在sigprocmask返回前，至少将其中一个信号递达

#include <signal.h>
sigpending

读取当前进程的未决信号集，通过set参数传出。调用成功则返回0，出错则返回-1

下面来写代码看看：

阻塞2号SIGINT信号，让其处于未决状态，去看看信号集数据的变化
代码如下（程序运行，每秒打印各信号的未决状态，让我们来观察一下现象）：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void diaplaysigset(sigset_t  *set)
{
    int i = 0;
    for (; i<32; i++)
      {
            //判断指定信号是否在目标集合中
            if (sigismember(set, i)) 
            {
                  putchar('1');
            }
            else
            {
                  putchar('0');
            }
      }
      puts("");
}
int main()
{
      // 定义信号集对象，并清空初始化
      sigset_t set, oset; 
      sigemptyset(&set);
      // SIGINT：2号信号，相当有ctrl+C
      sigaddset(&set, SIGINT);
      // 设置阻塞信号集，阻塞SIGINT信号
      sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL);

      while (1)
      {
          // 获取未决信号集
          sigpending(&oset);
          diaplaysigset(&oset);
          sleep(1);
      }

      return 0;
}

运行之：

由上图实现结果我们看到SIGINT信号被阻塞，所以按ctrl+C之后SIGINT信号处于未决状态，此时信号集数据由0表1。因为SIGQUIT信号未被阻塞，所以按ctrl+\终止程序。