一、信号的捕捉处理

​ 信号保存后会在合适的时间进行处理；

1.1信号处理时间

​ 进程会在操作系统的调度下处理信号，操作系统只管发信号，即信号处理是由进程完成的；

​ 1.信号处理首先进程得检查是否有信号；2.进程要处于内核状态才能处理信号；

​ 即进程会在内核态返回用户态的时候检查并处理信号；

​ 对于程序的执行有一部分是自己写的，有一部分是库提供的，还有一部分是操作系统提供的；执行操作系统提供的代码需要进行身份的切换，执行自己写的和库提供的一般是以用户态的身份执行，执行系统调用，或者是进入操作系统内部(如硬件中断，根据中断号执行内核的终端表方法)需要以内核态的身份进行；

​ 操作系统可以响应外部硬件的中断，也可以响应内部软件产生的中断；int 80(是一条汇编也是CPU可以认识的指令)就是一种软件中断，功能是让进程从用户态陷入内核态；

​ 总结：程序运行时，会从代码区开始执行，执行到函数调用时触发int 80将ecs后两位由11变成00，进入内核态，根据用户级页表映射进入内核空间执行代码，根据内核级页表映射到内存空间，执行代码，返回时要先执行一次do signal(当前进程对信号做一次检测，对pending表，block表的检测)，如果不需要处理，直接变成用户态，将ecs寄存器的后两位由00变成11，并且返回到原先用户空间执行代码处；否则先将pending表对应信号位置零，对于忽略方式直接返回，默认方式直接执行，都是在内核空间处理，而对于自定义处理需要先将身份转换为用户态(因为操作系统不信任用户的代码，有风险)然后执行完使用sigreturn(使用函数压栈的方式传入的此函数，所以可以执行)返回内核态跳转之前的位置，然后在跳转回用户态执行的地方；

​ 要注意main和sighandler是两个不同的执行流不是调用和被调用的关系；

​ 对于自定义信号处理进行了4次身份切换，两次信号的检测，而默认和忽略方式处理信号只是进行了2次身份切换，1次信号检测；

​ 由于进程是会被调度的，进程上下文的恢复和进程调度的实现都是在内核空间的，所以一定会由频繁的身份切换，所以一定会对信号进行检测；

1.2信号处理接口

#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

#include <signal.h>
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
//既可以处理普通信号也可以处理实时信号
struct sigaction {void     (*sa_handler)(int);void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);//不关心，处理实时信号sigset_t   sa_mask;//，除了当前信号自动屏蔽，还可以选择将多个信号屏蔽int        sa_flags;//不关心，默认设为0void     (*sa_restorer)(void);//不关心
};
//与signal使用类似只不过需要传入结构体对象；

​ 信号处理前会先将pending位图对应位置的1置为0；

​ 当某个信号的处理函数被调用时,内核自动将当前信号加入进程的信号屏蔽字,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字,这样就保证了在处理某个信号时,如果这种信号再次产生,那么 它会被阻塞到当前处理结束为止。 如果在调用信号处理函数时,除了当前信号被自动屏蔽之外,还希望自动屏蔽另外一些信号,则用sa_mask字段说明这些需要额外屏蔽的信号,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字。

​ 上述方式可以防止信号捕捉函数被重复调用；

二、补充话题

2.1可重入函数

​ 当头插节点时，有三个位置newnode1，prev，cur三个节点指针，刚完成刚完成newnode1和cur节点的链接，还没有执行prev和newnode1的链接，因为信号的处理跳转到新的执行流，刚好信号处理也是头插，使用的是newnode2，这次执行是完整的，返回用户态是继续执行会将指向newnode2的prev指向了newnode1，这样会导致newnode2丢失导致内存泄漏；

​ 如上现象就是函数被重入了，对于函数如果重入了出错，则该函数就是不可重入函数，反之就是可重入函数；

​ 信号处理和main执行流并不是和多线程一样一旦创建线程执行流就开始运行，并且和main执行流是并行的，而是取决于信号并且执行信号流时会使得main执行流被暂停，是一个进程的不同执行流；

2.2volatile

​ volatile作用是保持内存可见性；进行运算(算术运算或者逻辑运算)，都会进入CPU的运算器进行；

​ 在优化条件下如果只是对变量读取不进行修改，可能变量会被优化到寄存器里面，而不是内存中，这样优化是的不需要进行访存，提高了效率；

​ 如：设置全局变量，main执行流只是进行了读取，而信号执行流进行了写入，这时候编译器优化，main执行流不从内存中读取，而是从寄存器读取，但是寄存器中的内容并不会被修改，信号执行流进行了写入，内存中实实在在的被修改了；这时候就会导致全局变量即使被修改了，但是main在执行流不可见；所以需要在全局变量前加volatile关键字修饰，保持内存的可见性，使得main执行流从内存中进行读取；

​ register是一个建议性关键字用来进行优化，还是会创建变量，但是可能会将变量内容放到寄存器；

2.2.1Linux gcc/g++优化

gcc -O .c文件
#选项包括-O0到-O3；0表示没有优化，1-3从低到高进行优化；

2.3SIGCHID

​ 子进程退出时，父进程必须进行等待，否则子进程就会变成僵尸状态；

​ 等待的目的：1.使得子进程可以被回收；2.获得子进程的退出信息；3.由于子进程的退出是未知的，所以父进程需要阻塞或者是非阻塞的方式进行等待，要保证父进程是最后一个退出的；

​ 子进程并不是直接就退出了，而是会向父进程发送信号的；此信号就叫做SIGCHID(17号)信号；

​ 进程等待可以采用基于信号的方式实现异步等待；要保证父进程在这期间是一直运行的；

​ 使用waitpid非阻塞的方式或者是基于信号的等待都可以使得父进程继续运行，不用阻塞；

​ 关于多个子进程等待，使用-1来接受任意多个子进程，使用WNOHANG防止等待时，有进程不退出导致阻塞；

​ 对于信号实现子进程的等待也可以不调用waitpid；事实上,由于UNIX的历史原因,要想不产生僵尸进程还有另外一种办法:父进程调用sigaction将SIGCHLD的处理动作置为SIG_IGN,这样fork出来的子进程在终止时会自动清理掉,不会产生僵尸进程,也不会通知父进程。系统默认的忽略动作和用户用sigaction函数自定义的忽略通常是没有区别的,但这是一个特例。此方法对于Linux可用,但不保证在其它UNIX系统上都可用；

​ 17号信号的默认处理方式是忽略，而忽略方式是自动清理子进程；