一、信号(Signal)机制
Signal，又简称为信号（软中断信号）用来通知进程发生了异步事件，是一种处理异步事件的方式。一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号到底什么时候到达。进程之间可以互相通过系统调用kill发送软中断信号。内核也可以因为内部事件而给进程发送信号，通知进程发生了某个事件。信号机制除了基本通知功能外，还可以传递附加信息。
按照不同的分类角度（可靠性方面，与时间的关系上）可以对信号进行区分：
- 可靠信号（实时信号）：支持排队, 信号不会丢失，发多少次进程就可会收到多少次，信号值取值区间为
34~`64`； - 不可靠信号（非实时信号）：不支持排队，信号可能会丢失，比如发送多次相同的信号，进程只能收到一次，信号值取值区间为
1~`31`；
2.1、信号表
2.1.1、不可靠信号（非实时信号）表
| 取值 | 名称 | 解释 | 取值 | 名称 | 解释 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | SIGHUP | 挂起 | 2 | SIGINT | 中断 |
| 3 | SIGQUIT | 退出 | 4 | SIGILL | 非法指令 |
| 5 | SIGTRAP | 断点或陷阱指令 | 6 | SIGABRT | abort发出的信号 |
| 7 | SIGBUS | 非法内存访问 | 8 | SIGFPE | 浮点异常 |
| 9 | SIGKILL | kill信号 | 10 | SIGUSR1 | 用户信号1 |
| 11 | SIGSEGV | 无效内存访问 | 12 | SIGUSR2 | 用户信号2 |
| 13 | SIGPIPE | 管道破损，没有读端的管道写数据 | 14 | SIGALRM | alarm发出的信号 |
| 15 | SIGTERM | 终止信号 | 16 | SIGSTKFLT | 栈溢出 |
| 17 | SIGCHLD | 子进程退出 | 18 | SIGCONT | 进程继续 |
| 19 | SIGSTOP | 进程停止 | 20 | SIGTSTP | 进程停止 |
| 21 | SIGTTIN | 进程停止，后台进程从终端读数据时 | 22 | SIGTTOU | 进程停止，后台进程向终端写数据时 |
| 23 | SIGURG | I/O有紧急数据到达当前进程 | 24 | SIGXCPU | 进程的CPU时间片到期 |
| 25 | SIGXFSZ | 文件大小的超出上限 | 26 | SIGVTALRM | 虚拟时钟超时 |
| 27 | SIGPROF | profile时钟超时 | 28 | SIGWINCH | 窗口大小改变 |
| 29 | SIGIO | I/O相关 | 30 | SIGPWR | 关机 |
| 31 | SIGSYS | 系统调用异常 |
2.1.2、可靠信号（实时信号）表
| 取值 | 名称 | 取值 | 名称 | 取值 | 名称 |
|---|---|---|---|---|---|
| 34 | SIGRTMIN | 35 | SIGRTMIN+1 | 36 | SIGRTMIN+2 |
| 37 | SIGRTMIN+3 | 38 | SIGRTMIN+4 | 39 | SIGRTMIN+5 |
| 40 | SIGRTMIN+6 | 41 | SIGRTMIN+7 | 42 | SIGRTMIN+8 |
| 43 | SIGRTMIN+9 | 44 | SIGRTMIN+10 | 45 | SIGRTMIN+11 |
| 46 | SIGRTMIN+12 | 47 | SIGRTMIN+13 | 48 | SIGRTMIN+14 |
| 49 | SIGRTMIN+15 | 50 | SIGRTMAX-14 | 51 | SIGRTMAX-13 |
| 52 | SIGRTMAX-12 | 53 | SIGRTMAX-11 | 54 | SIGRTMAX-10 |
| 55 | SIGRTMAX-9 | 56 | SIGRTMAX-8 | 57 | SIGRTMAX-7 |
| 58 | SIGRTMAX-6 | 59 | SIGRTMAX-5 | 60 | SIGRTMAX-4 |
| 61 | SIGRTMAX-3 | 62 | SIGRTMAX-2 | 63 | SIGRTMAX-1 |
| 64 | SIGRTMAX |
2.2、信号触发
- 硬件方式：
- 终端输入：例如，
Ctrl + C(SIGINT)、Ctrl + \(SIGQUIT)、Ctrl + Z(SIGTSTP)； - 硬件检测异常：由硬件检测到并通知内核并由内核向当前进程发送适当的信号。例如除 0 导致 CPU 产生异常，内核将该异常解释为
SIGFPE信号发送给进程，访问非法内存地址导致 MMU 产生异常，内核将该异常解释为SIGSEGV信号发送给进程；
- 终端输入：例如，
- 软件方式：
- 使用如下指令给进程发送信号：
kill()，raise()，sigqueue()，alarm()，abort()等；
- 使用如下指令给进程发送信号：
2.3、信号处理
- 默认：默认的处理方式；
- 自定义：使用自定义的信号捕获函数捕获信号后进行处理；
- 忽略：对指定信号不做处理；
二、信号量（Semaphore）机制
信号量在创建时需要设置一个初始值，表示同时可以有几个任务可以访问该信号量保护的共享资源，初始值为1就变成互斥锁（Mutex），即同时只能有一个任务可以访问信号量保护的共享资源，是进程间通信处理同步互斥的机制。
一个任务要想访问共享资源，首先必须得到信号量，获取信号量的操作将把信号量的值减1，若当前信号量的值为负数，表明无法获得信号量，该任务必须挂起在该信号量的等待队列等待该信号量可用；若当前信号量的值为非负数，表示可以获得信号量，因而可以立刻访问被该信号量保护的共享资源。
当任务访问完被信号量保护的共享资源后，必须释放信号量，释放信号量通过把信号量的值加1实现，如果信号量的值为非正数，表明有任务等待当前信号量，因此它也唤醒所有等待该信号量的任务。