Linux信号 机制和Linux信号量机制的区别

首先，一句话总结它们之间的区别：

字面上相似，但是本质上存在巨大的差别！请看详细解答...

Linux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。

原理：

一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制，一个进程不必通过任何 *** 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。

分类：

从两个不同的分类角度对信号进行：

可靠性方面：可靠信号与不可靠信号；

与时间的关系上：实时信号与非实时信号。

部分定义转自：http://www.cnblogs.com/hoys/archive/2012/08/19/2646377.html

Linux信号量（semaphore）机制

　Linux内核的信号量用来 *** 作系统进程间同步访问共享资源。

原理：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。

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 *** 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。

　常用的信号量的API：

DECLARE_MUTEX(name)

该宏声明一个信号量name并初始化它的值为0，即声明一个互斥锁。

DECLARE_MUTEX_LOCKED(name)

该宏声明一个互斥锁name，但把它的初始值设置为0，即锁在创建时就处在已锁状态。因此对于这种锁，一般是先释放后获得。

void sema_init (struct semaphore *sem, int val)

该函用于数初始化设置信号量的初值，它设置信号量sem的值为val。

void init_MUTEX (struct semaphore *sem)

该函数用于初始化一个互斥锁，即它把信号量sem的值设置为1。

void init_MUTEX_LOCKED (struct semaphore *sem)

该函数也用于初始化一个互斥锁，但它把信号量sem的值设置为0，即一开始就处在已锁状态。

void down(struct semaphore * sem)

该函数用于获得信号量sem，它会导致睡眠，因此不能在中断上下文（包括IRQ上下文和softirq上下文）使用该函数。该函数将把sem的值减1，如果信号量sem的值非负，就直接返回，否则调用者将被挂起，直到别的任务释放该信号量才能继续运行。

int down_interruptible(struct semaphore * sem)

该函数功能与down类似，不同之处为，down不会被信号（signal）打断，但down_interruptible能被信号打断，因此该函数有返回值来区分是正常返回还是被信号中断，如果返回0，表示获得信号量正常返回，如果被信号打断，返回-EINTR。

int down_trylock(struct semaphore * sem)

该函数试着获得信号量sem，如果能够立刻获得，它就获得该信号量并返回0，否则，表示不能获得信号量sem，返回值为非0值。因此，它不会导致调用者睡眠，可以在中断上下文使用。

void up(struct semaphore * sem)

该函数释放信号量sem，即把sem的值加1，如果sem的值为非正数，表明有任务等待该信号量，因此唤醒这些等待者。

　实例：

信号量在绝大部分情况下作为互斥锁使用，下面以console驱动系统为例说明信号量的使用。

在内核源码树的kernel/printk.c中，使用宏DECLARE_MUTEX声明了一个互斥锁console_sem，它用于保护console驱动列表console_drivers以及同步对整个console驱动系统的访问。

用于进程间通信，通信机制由 *** 作系统保证，比较稳定。

在linux中可以通过kill -l查看所有信号的类型。

kill -信号类型 进程ID

int kill(pid_t pid, int sig)

入参pid :

pid >0: 发送信号给指定的进程。

pid = 0: 发送信号给 与调用kill函数进程属于同一进程组的所有进程。

pid <0: 取|pid|发给对应进程组。

pid = -1：发送给进程有权限发送的系统中所有进程。

sig ：信号类型。

返回值 ：成功：0；失败：-1 (ID非法，信号非法，普通用户杀init进程等权级问题)，设置errno

以OpenHarmony源码为例，应用ANR后，AbilityManagerService会通知应用dump堆栈信息，就是通过信号量做的。

头文件位置 :

include <signal.h>

函数解释 :

typedef void (*sighandler_t)(int)

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler)

当接收到指定的信号signum时，就会跳转到参数handler指定的函数执行。其中handler的入参是信号值。

函数原型 ：

signum参数指出要捕获的信号类型，act参数指定新的信号处理方式，oldact参数输出先前信号的处理方式（如果不为NULL的话）。

sigaction结构体

sa_handler 信号处理函数

sa_mask 在处理该信号时可以暂时将sa_mask 指定的信号集搁置

sa_flags 指定一组修改信号行为的标志。 它由以下零个或多个的按位或组成

   SA_RESETHAND：当调用信号处理函数时，将信号的处理函数重置为缺省值SIG_DFL

   SA_RESTART：如果信号中断了进程的某个系统调用，则系统自动启动该系统调用

   SA_NODEFER ：一般情况下， 当信号处理函数运行时，内核将阻塞该给定信号。但是如果设置了 SA_NODEFER标记， 那么在该信号处理函数运行时，内核将不会阻塞该信号

sa_restorer 是一个替代的信号处理程序，当设置SA_SIGINFO时才会用它。

相关函数

int sigemptyset( sigset_t *set)

sigemptyset()用来将参数set信号集初始化并清空。

执行成功则返回0，如果有错误则返回-1。

完整示例

信号就是Linux中产生的某个事件，接收到信号的进程会采取相应的行动，信号由shell和终端处理器产生来引起中断，还可以作为进程传递消息和修改默认行为的一种方式。简单的，可以理解成Linux系统与进程的一种“交互”方式，像在终端中按下的Ctrl+C、Ctrl+Z组合键所产生的都是属于信号。

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