Unix/Linux操作系统中的信号与进程管理

"这份资源是来自达内的Linux课件PPT，主要涵盖了Unix/Linux操作系统的介绍，包括其历史、派生版本以及Linux的基本概念。课程内容深入到内存管理、文件I/O、进程管理、信号机制、进程间通信、多线程和网络通信等多个方面。特别提到了信号的来源，包括硬件异常和软件异常，并通过alarm函数的例子来阐述信号的使用。" 在Unix/Linux系统中，信号是进程间通信的一种方式，用于通知进程发生了某些事件或者异常情况。信号的来源主要有两种： 1. 硬件异常产生信号：当进程执行过程中遇到硬件层面的问题，如尝试除以零、访问无效的内存地址等，硬件会检测到这些异常并报告给操作系统内核。内核接收到报告后，会为当时运行的进程生成相应的信号，例如SIGFPE（浮点异常）用于除数为0，SIGSEGV（段错误）用于非法内存访问。 2. 软件产生信号：这些信号通常是通过系统调用或库函数由用户程序主动触发的。例如，`kill`命令可以向指定进程发送信号，`raise`函数允许程序内部产生信号，`alarm`函数用于设置一个定时器，当时间到达时会产生SIGALRM信号，`setitimer`提供了更灵活的定时器功能，而`sigqueue`则允许带数据的信号传递。 以`alarm`为例，它主要用于设置一个定时器。当你调用`alarm(seconds)`时，会在指定的秒数后向当前进程发送一个SIGALRM信号。这个功能常用于实现超时机制，比如在网络通信中等待一定时间未收到响应时，可以通过SIGALRM信号中断等待，防止进程无限制地阻塞。例如，一个简单的使用`alarm`的例子是： ```c #include <signal.h> #include <unistd.h> void signal_handler(int signum) { printf("Timeout occurred!\n"); } int main() { signal(SIGALRM, signal_handler); // 设置SIGALRM信号的处理函数 alarm(5); // 设定5秒后产生SIGALRM信号 // 此处进行可能会阻塞的操作，比如网络请求 // 如果5秒后操作未完成，signal_handler将被调用 // ... return 0; } ``` 在这个例子中，如果网络请求在5秒内没有完成，`signal_handler`函数会被调用，打印出"Timeout occurred!"，从而中断阻塞状态。 Unix/Linux操作系统的历史和家族谱也非常丰富。从最初的UNIX系统，衍生出了System V、伯克利（Berkley）风格的系统，以及混合型系统，如MINIX和Linux。Linux作为自由且开源的类Unix系统，已经广泛应用于各种设备，从个人电脑到超级计算机，展现出强大的适应性和灵活性。