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Android信号处理
首先澄清，本文讨论的信号是 Linux 软中断信号，而不是手机状态条里面用于显示当前手机通信强度的那个信号。
我们知道，Unix系统里信号是一种软中断。尽管本身存在缺陷（后面会讨论到），但是作为Unix系统重要的异步事件处理方式之一，在Unix系统中发挥重要的作用。可以说，所有Unix系统（包括Linux)都不可能忽略信号的支持。 Android 本质上也是个在 Linux 系统，自然也少不了对 信号处理的支持。
但我们也知道，Android和其他Linux系统一个很大的差异就是增加了虚拟机的支持（Dalvik vm），所有的应用程序都会在虚拟机实例里运行 （当然，虚拟机实例还是在传统的进程里运行）。为了更好的支持应用程序的开发和调试，Android对信号的处理增加了额外的逻辑（下面会详细讨论到）。这也使得 Android系统中信号的处理行为和传统的Linux系统有所区别。 很多朋友，在开始接触 Android信号处理时，可能也会碰到一些困惑。尽管其实答案很简答， 但是网上这方面的资料少，还是需要花不少时间去摸透。 本文写作的目的就是试图 将 android信号处理的方方面面呈现给大家。 让大家在最短的时间内掌握android信号处理的知识，并学以致用。
一、Android 信号处理面面观之概述
虽然，android 信号处理并不复杂，但是如果用一篇文章还真难以描述清楚而又有条理。所以对信号处理打算分几部分讨论：
1. 概述 就是本文。 简述 Android 系统对信号处理的概貌，并说明测试环境。
2. 信号产生。讨论 android信号的产生原因以及最简单的测试方法。
3. 信号处理。 讨论Android系统对传统的信号处理的扩展是怎么实现的。
4. 应用扩展。 讨论在实际开发中，怎样利用android信号机制为我们服务。
请读者先看看自己对 Android信号处理的了解程度再决定是否需要 花时间关注该系列的博文。以下是几个相关的问题：
1. Android信号处理比起传统的linux系统（如 Ubuntu）有什么区别么？
2. Android信号来源于哪里？怎样用最简单的方式产生信号，并测试信号处理的行为。？怎样才能最快的分析有信号处理产生的问题？
3. Android是如何实现对传统信号处理的扩展。
4. 我们日常开发中，Android信号处理机制可以帮助我们处理那类问题？
本文的测试环境是：
模拟器： Ubuntu 11.04 运行 最新的Android 4.0.1 模拟器
手机： Droid3 with android 2.3.6
平板： Xoom2 with android 3.2
除非有行为上得差异，否则所有测试结果都将出自 模拟器（方便，呵呵）
对了，上面提到的传统信号处理模型的缺陷，主要是有如下几个点：
1. 难以扩展。 这可能是历史原因造成的，早期信号处理模型中，为了效率和方便，大多使用整型位码来表示某一信号。而总数控制在32位之内。大多数已经有明确的含义，而大多只提供 SIGUSR1 和 SIGUSR2供用户使用。
2. 某些情境下的行为不可靠。比如相同的信号连续到达后，大多只作为一个信号处理。也就是说你只能知道该信号是否到达，而不能确定到达了一个还是是个。
对于缺陷1，似乎没有什么好办法（总不能另外造出信号类型啊）。而可行的方法就是重用这两个信号。
对于缺陷2，如果需要连续产生相同的信号而又要处理，可以在期间加入延迟。后面会看到 Android就是这么做的。
二、Android 信号处理面面观之信号定义、行为和来源
1，传统 Unix系统的信号定义和行为
所有的符合Unix规范（如POSIX）的系统都统一定义了SIGNAL的数量、含义和行为。 作为Linux系统，Android自然不会更改SIGNAL的定义。在Android代码中，signal的定义一般在 signum.h (prebuilt/linux-x86/toolchain/i686-linux-glibc2.7-4.4.3/sysroot/usr/include/bits/signum.h)中：
1 /* Signals. */ 2 #define SIGHUP 1 /* Hangup (POSIX). */ 3 #define SIGINT 2 /* Interrupt (ANSI). */ 4 #define SIGQUIT 3 /* Quit (POSIX). */ 5 #define SIGILL 4 /* Illegal instruction (ANSI). */ 6 #define SIGTRAP 5 /* Trace trap (POSIX). */ 7 #define SIGABRT 6 /* Abort (ANSI). */ 8 #define SIGIOT 6 /* IOT trap (4.2 BSD). */ 9 #define SIGBUS 7 /* BUS error (4.2 BSD). */10 #define SIGFPE 8 /* Floating-point exception (ANSI). */11 #define SIGKILL 9 /* Kill, unblockable (POSIX). */12 #define SIGUSR1 10 /* User-defined signal 1 (POSIX). */13 #define SIGSEGV 11 /* Segmentation violation (ANSI). */14 #define SIGUSR2 12 /* User-defined signal 2 (POSIX). */15 #define SIGPIPE 13 /* Broken pipe (POSIX). */16 #define SIGALRM 14 /* Alarm clock (POSIX). */17 #define SIGTERM 15 /* Termination (ANSI). */18 #define SIGSTKFLT 16 /* Stack fault. */19 #define SIGCLD SIGCHLD /* Same as SIGCHLD (System V). */20 #define SIGCHLD 17 /* Child status has changed (POSIX). */21 #define SIGCONT 18 /* Continue (POSIX). */22 #define SIGSTOP 19 /* Stop, unblockable (POSIX). */23 #define SIGTSTP 20 /* Keyboard stop (POSIX). */24 #define SIGTTIN 21 /* Background read from tty (POSIX). */25 #define SIGTTOU 22 /* Background write to tty (POSIX). */26 #define SIGURG 23 /* Urgent condition on socket (4.2 BSD). */27 #define SIGXCPU 24 /* CPU limit exceeded (4.2 BSD). */28 #define SIGXFSZ 25 /* File size limit exceeded (4.2 BSD). */29 #define SIGVTALRM 26 /* Virtual alarm clock (4.2 BSD). */30 #define SIGPROF 27 /* Profiling alarm clock (4.2 BSD). */31 #define SIGWINCH 28 /* Window size change (4.3 BSD, Sun). */32 #define SIGPOLL SIGIO /* Pollable event occurred (System V). */33 #define SIGIO 29 /* I/O now possible (4.2 BSD). */34 #define SIGPWR 30 /* Power failure restart (System V). */35 #define SIGSYS 31 /* Bad system call. */36 #define SIGUNUSED 31
我们知道，信号处理的方式一般有三种：
(1). 忽略 接收到信号后不做任何反应。
(2). 自定义 用自定义的信号处理函数来执行特定的动作
(3). 默认 接收到信号后按默认得行为处理该信号。 这是多数应用采取的处理方式。
而 传统 UNIX系统对以上信号的默认处理如下图所示 （来自 APUT ）：
2，Android 系统 信号处理的行为
我们知道，信号处理的行为是以进程级的。就是说不同的进程可以分别设置不同的信号处理方式而互不干扰。同一进程中的不同线程虽然可以设置不同的信号屏蔽字，但是却共享相同的信号处理方式 （也就是说 在一个线程里改变信号处理方式，将作用于该进程中的所有线程）。
Android也是Linux系统。所以其信号处理方式不会有本质的改变。但是为了开发和调试的需要，android对一些信号的处理定义了额外的行为。 下面是这些典型的信号在Android系统上的行为：
(1). SIGQUIT （ 整型值为 3）
上面的表10-1显示，传统UNIX系统应用，对SIGQUIT信号的默认行为是 "终止 + CORE"。也就是产生core dump文件后，立即终于运行。
Android Dalvik应用收到该信号后，会 打印改应用中所有线程的当前状态，并且并不是强制退出。这些状态通常保存在一个特定的叫做trace的文件中。一般的路径是/data/anr/trace.txt. 下面是一个典型的trace文件的内容：
1 ----- pid 503 at 2011-11-21 21:59:12 ----- 2 Cmd line: com.android.phone 3 4 DALVIK THREADS: 5 (mutexes: tll=0 tsl=0 tscl=0 ghl=0 hwl=0 hwll=0) 6 "main" prio=5 tid=1 NATIVE 7 | group="main" sCount=1 dsCount=0 obj=0x400246a0 self=0x12770 8 | sysTid=503 nice=0 sched=0/0 cgrp=default handle=-1342909272 9 | schedstat=( 15165039025 12197235258 23068 ) utm=182 stm=1334 core=010 at android.os.MessageQueue.nativePollOnce(Native Method)11 at android.os.MessageQueue.next(MessageQueue.java:119)12 at android.os.Looper.loop(Looper.java:122)13 at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:4134)14 at java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)15 at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:491)16 at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:841)17 at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:599)18 at dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)19 20 "Thread-29" prio=5 tid=24 WAIT21 | group="main" sCount=1 dsCount=0 obj=0x406f0d50 self=0x208c1822 | sysTid=1095 nice=0 sched=0/0 cgrp=default handle=213330423 | schedstat=( 9521483 7029937750 720 ) utm=0 stm=0 core=024 at java.lang.Object.wait(Native Method)25 - waiting on <0x406f0d50> (a com.motorola.android.telephony.cdma.OemCdmaTelephonyManager$Watchdog)26 at java.lang.Object.wait(Object.java:361)27 at com.motorola.android.telephony.cdma.OemCdmaTelephonyManager$Watchdog.run(OemCdmaTelephonyManager.java:229)28 29 "FileObserver" prio=5 tid=23 NATIVE30 | group="main" sCount=1 dsCount=0 obj=0x4068b2f8 self=0x1ed27831 | sysTid=909 nice=0 sched=0/0 cgrp=default handle=201924832 | schedstat=( 11810291 7018493670 720 ) utm=0 stm=0 core=033 at android.os.FileObserver$ObserverThread.observe(Native Method)34 at android.os.FileObserver$ObserverThread.run(FileObserver.java:88)35 36 "android.hardware.SensorManager$SensorThread" prio=5 tid=22 NATIVE37 | group="main" sCount=1 dsCount=0 obj=0x406bbd90 self=0x1b2ec038 | sysTid=869 nice=-8 sched=0/0 cgrp=default handle=197406439 | schedstat=( 3014251483 8295989933 15621 ) utm=171 stm=128 core=040 at android.hardware.SensorManager.sensors_data_poll(Native Method)41 at android.hardware.SensorManager$SensorThread$SensorThreadRunnable.run(SensorManager.java:498)42 at java.lang.Thread.run(Thread.java:1020)43 ...
该文件包好很多重要的信息，可以说明在发生异常是，当前进程的状态 （后面有单独的一篇文章分析改文件）
(2). 对于很多其他的异常信号 （SIGILL, SIGABRT, SIGBUS, SIGFPE, SIGSEGV, SIGSTKFLT ), Android进程 在退出前，会生成 tombstone文件。记录该进程退出前的轨迹。一个典型的tombstone文件内容如下：
1 *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** 2 Build fingerprint: ‘verizon/pasteur/pasteur:3.2.2/1.6.0_241/eng.drmn68.20111115.094123:eng/test-keys‘ 3 pid: 181, tid: 322 >>> /system/bin/mediaserver <<< 4 signal 8 (SIGFPE), code 0 (?), fault addr 000000b5 5 r0 00000000 r1 00000008 r2 ffffffff r3 00000020 6 r4 00000008 r5 00000000 r6 000000a5 r7 00000025 7 r8 662f9c00 r9 662f9c00 10 00000001 fp 00000000 8 ip aff17699 sp 4057f9dc lr aff176a7 pc aff0c684 cpsr 00000010 9 d0 6f762f6f69647502 d1 0000562202000000 10 d2 0000000400000300 d3 400120dc00000000 11 d4 0000000000000000 d5 0000000000000000 12 d6 3ce449db86666666 d7 3e4ccccd3e4ccccd 13 d8 000000000035c6a8 d9 000000000035c6a8 14 d10 0000000000000000 d11 0000000000000000 15 d12 0000000000000000 d13 0000000000000000 16 d14 0000000000000000 d15 0000000000000000 17 d16 0000000000000000 d17 3e582f8f86b6a000 18 d18 3fe0000000000000 d19 3fe000000c17c7c3 19 d20 3f11504c292739d4 d21 bebbb371092382c4 20 d22 3ff0000000000000 d23 3ff43d135cda918c 21 d24 3e66376972bea4d0 d25 0000000000000000 22 d26 0000000000000000 d27 0000000000000000 23 d28 0000000000000000 d29 0000000000000000 24 d30 0000000000000000 d31 0000000000000000 25 scr 20000010 26 27 #00 pc 0000c684 /system/lib/libc.so (kill) 28 #01 pc 000176a4 /system/lib/libc.so (raise) 29 30 libc base address: aff00000 31 32 code around pc: 33 aff0c664 e2601000 e0100001 116f0f10 12600020 34 aff0c674 e12fff1e e92d50f0 e3a07025 ef000000 35 aff0c684 e8bd50f0 e1b00000 512fff1e ea00ade7 36 aff0c694 e92d50f0 e3a070ee ef000000 e8bd50f0 37 aff0c6a4 e1b00000 512fff1e ea00ade0 f5d0f000 38 39 code around lr: 40 aff17684 00029e2e 461cb537 e9cd17dd f7f34500 41 aff17694 bd3eef02 4604b510 ed5ef7f3 f7f44621 42 aff176a4 bd10efea 49034602 2300b510 f7f44802 43 aff176b4 bd10edf6 28121969 fee1dead 2400b513 44 aff176c4 94019400 ec9cf7f4 bf00bd1c 4c11b570 45 46 stack: 47 4057f99c a2b6fd15 /system/lib/libstagefright.so 48 4057f9a0 00000000 49 4057f9a4 a2b6fe51 /system/lib/libstagefright.so 50 4057f9a8 000fb02c 51 4057f9ac a2b6fde7 /system/lib/libstagefright.so 52 4057f9b0 4057fa14 53 4057f9b4 000fb030 54 4057f9b8 00000000 55 4057f9bc a2b6fe79 /system/lib/libstagefright.so 56 4057f9c0 000fafe0 57 4057f9c4 00000000 58 4057f9c8 4057fa14 59 4057f9cc a2b6fe59 /system/lib/libstagefright.so 60 4057f9d0 00000001 61 4057f9d4 a801e509 /system/lib/libutils.so 62 4057f9d8 4057fa14 63 #01 4057f9dc 00000008 64 4057f9e0 00000000 65 4057f9e4 000000a5 66 4057f9e8 00000000 67 4057f9ec aff17699 /system/lib/libc.so 68 4057f9f0 aff176a7 /system/lib/libc.so 69 4057f9f4 00000000 70 4057f9f8 aff0e154 /system/lib/libc.so 71 4057f9fc 00000000 72 4057fa00 aff0cf84 /system/lib/libc.so 73 4057fa04 aff0cf94 /system/lib/libc.so 74 4057fa08 00000000 75 4057fa0c 000000a5 76 4057fa10 00000000 77 4057fa14 aff0fca4 /system/lib/libc.so 78 4057fa18 662f9c00 79 4057fa1c 000000a5 80 4057fa20 00000000 81 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 82 pid: 181, tid: 181 83 r0 fffffe00 r1 c0186201 r2 be8b8b98 r3 be8b8b94 84 r4 0000f5e0 r5 0000f5b0 r6 0000f610 r7 00000036 85 r8 00000001 r9 0000f5cc 10 0000f5b8 fp 00000000 86 ip a812336c sp be8b8b78 lr aff25e19 pc aff0b680 cpsr 80000010 87 d0 000f891000000000 d1 00000004be8b8b00 88 d2 0069006400650000 d3 00410049002e0000 89 d4 0000000000000000 d5 0000000000000000 90 d6 4208000041880000 d7 0000000041a00000 91 d8 0000000000000000 d9 0000000000000000 92 d10 0000000000000000 d11 0000000000000000 93 d12 0000000000000000 d13 0000000000000000 94 d14 0000000000000000 d15 0000000000000000 95 d16 0000000000000000 d17 0000000000000000 96 d18 4000000000000000 d19 3fcce7359d4792d9 97 d20 3f11504c292739d4 d21 bebbb371092382c4 98 d22 3ff0000000000000 d23 3ff43d135cda918c 99 d24 3e66376972bea4d0 d25 0000000000000000100 d26 0000000000000000 d27 0000000000000000101 d28 0000000000000000 d29 0000000000000000102 d30 0000000000000000 d31 0000000000000000103 scr 60000010104 105 #00 pc 0000b680 /system/lib/libc.so (__ioctl)106 #01 pc 00025e16 /system/lib/libc.so (ioctl)107 #02 pc 00016202 /system/lib/libbinder.so (_ZN7android14IPCThreadState14talkWithDriverEb)108 #03 pc 00016afc /system/lib/libbinder.so (_ZN7android14IPCThreadState14joinThreadPoolEb)109 #04 pc 00008a94 /system/bin/mediaserver110 #05 pc 00014aa0 /system/lib/libc.so (__libc_init)111 112 libc base address: aff00000113 114 code around pc:115 aff0b660 ef000000 e8bd0090 e1b00000 512fff1e 116 aff0b670 ea00b1ef e92d0090 e3a07036 ef000000 117 aff0b680 e8bd0090 e1b00000 512fff1e ea00b1e8 118 aff0b690 e92d0090 e3a07091 ef000000 e8bd0090 119 aff0b6a0 e1b00000 512fff1e ea00b1e1 e92d0090 120 ...
可以看出，它同样包含很多重要的信息（特别是 stack ）来帮助我们查找异常的原因。分析tombstone的方法，将单独成篇
3，Android信号的产生和测试
我们看到，多数signal的产生是由于某种内部错误。我们在在开发过程中，当然也可以通过系统调用故意生成signal给某进程。主要的方法如果：
(1). 在kernel里 使用 kill_proc_info(）
(2). 在native应用中 使用 kill() 或者raise()
(3). java 应用中使用 Procees.sendSignal()等
但是在测试中，最简单的方法某过于通过 adb 工具了。一个典型场景是：
1 adb root2 adb shell ps3 adb shell kill -3 513
首先是切换到root用户 （普通进程只能发个自己或者同组进程，而root可以发送signal给任何进程）。然后用 ps命令查看当前系统中所有的进程信息。最后用kill命令发送SIGQUIT给进程号为513的进程。
android kill程序的实现很简单，他只能支持发送signal的值（如上例中的 “3”）给进程，而不能用名字（如“SIGQUIT”）。 android 中kill程序的代码在system/core/toolbox/kill.c 中。虽然移植linux中kill的实现就能支持名字，但是那个完全没有必要，android需要的signal就这么几个，他们的值应该记住的。
对于终端发送 SIGQUIT，大多数用户可以直接得到预期的结果 （生成相应的trace文件）。 最困惑的行为来自于终端发送SIGILL, SIGABRT, SIGBUS, SIGFPE, SIGSEGV, SIGSTKFLT等信号，我们常常看到 “不确定” 的行为：有时候能够看到 process 终止，有时候却不能。core dump 也不是总能产生。 例如如下测试场景：
1 adb root2 adb shell ps3 adb shell kill -11 299
从 log里看到 进程299 并没有终止, ps 看到进程还在。Log只有如下输出：
1 F/libc ( 244): Fatal signal 11 (SIGSEGV) at 0x000001c0 (code=0)2 I/DEBUG ( 31): timed out waiting for pid=244 tid=244 uid=10009 to die
再试一次：
1 adb shell ps2 adb shell kill -11 299
这次 进程299被终止掉了，却没有产生 core dump文件：
1 D/Zygote ( 34): Process 244 terminated by signal (11)2 I/ActivityManager( 78): Process com.android.calendar (pid 244) has died.
其实，我们观察到得不确定行为是因为没有了解 android 这些信号的处理。他的行为的确是确定的，要点是：
要产生core dump并终止某进程，我们需要 连续发送两次改信号，并且中间间隔在0.2秒到3秒之间。
如果间隔过小， Android可能无法接收第一个signal。如果时间过久，android将简单的终止进程，而没有 core dump产生。 我们会在后面 详细的介绍产生这种行为的原因。
好了，了解到上面的行为后，我们再次试验，连续两次发送 SIGSEGV给进程，看看行为：
1 adb shell ps2 adb shell kill -11 3073 adb shell kill -11 307
我们看到， 该进程被终止， tombstone被打到log里, 并且存储在/data/tombstone_00 中：
1 F/libc ( 387): Fatal signal 11 (SIGSEGV) at 0x000001cf (code=0) 2 I/DEBUG ( 31): *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** 3 I/DEBUG ( 31): Build fingerprint: ‘generic/sdk/generic:4.0.1/ICS_MR0/eng.drmn68.20111115.224016:eng/test-keys‘ 4 I/DEBUG ( 31): pid: 387, tid: 387 >>> com.android.mms <<< 5 I/DEBUG ( 31): signal 11 (SIGSEGV), code 0 (?), fault addr 000001d2 6 I/DEBUG ( 31): r0 fffffffc r1 beb2b4e0 r2 00000010 r3 ffffffff 7 I/DEBUG ( 31): r4 001d0268 r5 001d027c r6 00000000 r7 000000fc 8 I/DEBUG ( 31): r8 00000000 r9 00000014 10 00012820 fp beb2b674 9 I/DEBUG ( 31): ip 400c11a4 sp beb2b4b8 lr 400b9993 pc 40011384 cpsr 20000010 10 I/DEBUG ( 31): d0 000000f043700000 d1 3ff0000043700000 11 I/DEBUG ( 31): d2 457ff80000000fff d3 000000003f000000 12 I/DEBUG ( 31): d4 00001fff00000000 d5 3fe999999999999a 13 I/DEBUG ( 31): d6 3fe8000000000000 d7 000000f000000000 14 I/DEBUG ( 31): d8 0000000000000000 d9 0000000000000000 15 I/DEBUG ( 31): d10 0000000000000000 d11 0000000000000000 16 I/DEBUG ( 31): d12 0000000000000000 d13 0000000000000000 17 I/DEBUG ( 31): d14 0000000000000000 d15 0000000000000000 18 I/DEBUG ( 31): scr 60000012 19 I/DEBUG ( 31): 20 I/DEBUG ( 31): #00 pc 0000d384 /system/lib/libc.so (epoll_wait) 21 I/DEBUG ( 31): #01 pc 00026990 /system/lib/libutils.so (_ZN7android6Looper9pollInnerEi) 22 I/DEBUG ( 31): #02 pc 00026bbe /system/lib/libutils.so (_ZN7android6Looper8pollOnceEiPiS1_PPv)
至此，我们已经掌握 android信号的定义和行为。下面就可以研究产生这种行为的原因了。
三、Android 信号处理面面观 之 trace 文件含义
Android 应用在收到异常终止信号（SIGQUIT）时，没有遵循传统 UNIX信号模型的默认行为 （终止 + core ）。而是打印出trace 文件来，以利于记录应用异常终止的原因。 本文就重点分析 trace 文件是怎么产生的，并详细解释trace文件的各个字段的含义。
1，TRACE 文件的产生
Trace文件是 android davik 虚拟机在收到异常终止信号 （SIGQUIT）时产生的。 最经常的触发条件是 android应用中产生了 FC （force close）。由于是该文件的产生是在 DVM里，所以只有运行 dvm实例的进程（如普通的java应用，java服务等）才会产生该文件，android 本地应用 （native app，指 运行在 android lib层，用c/c++编写的linux应用、库、服务等）在收到 SIGQUIT时是不会产生 trace文件的。
我们可以在终端通过adb发送SIGQUIT给应用来生成trace文件。
2，TRACE文件的实现
相关实现在以下几个文件中：
dalvik/vm/init.h [.c]
davik/vm/SignalCatcher.h[.c]
dalvik/vm/Thread.h[.c]
Android ICS 实现文件后缀是 .cpp。
实现过程分以下几步：
Step #1: DVM初始化时，设置信号屏蔽字，屏蔽要特殊处理的信号(SIGQUIT, SIGUSR1, SIGUSR2)。由于信号处理方式是进程范围起作用的， 这意味着该进程里所有的线程都将屏蔽该信号。 实现代码在init.c中如下：
1 int dvmStartup(int argc, const char* const argv[], bool ignoreUnrecognized,2 JNIEnv* pEnv)3 {4 ...5 /* configure signal handling */6 if (!gDvm.reduceSignals)7 blockSignals();8 ...9 }
blockSignals()的实现很简答，它是通过 sigprocmask() 函数调用实现的，代码在init.c如下：
1 /* 2 * Configure signals. We need to block SIGQUIT so that the signal only 3 * reaches the dump-stack-trace thread. 4 * 5 * This can be disabled with the "-Xrs" flag. 6 */ 7 static void blockSignals() 8 { 9 sigset_t mask;10 int cc;11 12 sigemptyset(&mask);13 sigaddset(&mask, SIGQUIT);14 sigaddset(&mask, SIGUSR1); // used to initiate heap dump15 #if defined(WITH_JIT) && defined(WITH_JIT_TUNING)16 sigaddset(&mask, SIGUSR2); // used to investigate JIT internals17 #endif18 //sigaddset(&mask, SIGPIPE);19 cc = sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL);20 assert(cc == 0);21 }
Step #2： DVM 生成单独的信号处理线程，用来对三个信号做特殊处理 （init.c）：
1 /* 2 * Do non-zygote-mode initialization. This is done during VM init for 3 * standard startup, or after a "zygote fork" when creating a new process. 4 */ 5 bool dvmInitAfterZygote(void) 6 { 7 ... 8 /* start signal catcher thread that dumps stacks on SIGQUIT */ 9 if (!gDvm.reduceSignals && !gDvm.noQuitHandler) {10 if (!dvmSignalCatcherStartup())11 return false;12 }13 ...14 }
dvmSignalCatcherStartup() 实现在 SignalCatcher.c 中：
1 /* 2 * Crank up the signal catcher thread. 3 * 4 * Returns immediately. 5 */ 6 bool dvmSignalCatcherStartup(void) 7 { 8 gDvm.haltSignalCatcher = false; 9 10 if (!dvmCreateInternalThread(&gDvm.signalCatcherHandle,11 "Signal Catcher", signalCatcherThreadStart, NULL))12 return false;13 14 return true;15 }
我们看到，DVM调用dvmCreateInternalThread()来生成一个新的内部线程 来专门处理dvm进程里的信号。 后面我们会看到，dvmCreateInternalThread()其实是使用pthread_create()来产生新的线程。 该线程的处理函数是 signalCatcherThreadStart()。 （dvm里所谓的 内部线程，就是用来帮助dvm实现本身使用的线程，比如 信号处理线程，binder线程，Compiler线程，JDWP线程等，而不是应用程序申请的线程。
signalCatcherThreadStart() 实现框架如下：
1 /* 2 * Sleep in sigwait() until a signal arrives. 3 */ 4 static void* signalCatcherThreadStart(void* arg) 5 { 6 ... 7 /* set up mask with signals we want to handle */ 8 sigemptyset(&mask); 9 sigaddset(&mask, SIGQUIT);10 sigaddset(&mask, SIGUSR1);11 #if defined(WITH_JIT) && defined(WITH_JIT_TUNING)12 sigaddset(&mask, SIGUSR2);13 #endif14 ...15 while (true) {16 ...17 loop:18 cc = sigwait(&mask, &rcvd);19 ...20 switch (rcvd) {21 case SIGQUIT:22 handleSigQuit();23 break;24 case SIGUSR1:25 handleSigUsr1();26 break;27 #if defined(WITH_JIT) && defined(WITH_JIT_TUNING)28 case SIGUSR2:29 handleSigUsr2();30 break;31 #endif32 ...33 }
它首先设置我们要处理的信号集(SIGQUIT, SIGUSR1, SIGUSR2), 然后 调用 sigwait()。 我们知道sigwait()会在当前的线程里 重新 打开 指定的信号屏蔽字屏蔽的信号集。 在刚才的分析中，我们看到，dvm在启动时，首先在整个进程里设置信号屏蔽字屏蔽掉三个信号，sigwait()的调用，使的这三个信号只在 SignalCatcher线程里响应。
至此我们已经能够看到，dvm对三个信号分别所做的特殊用途：
(1). SIGUSR1 被用来 做手工垃圾收集。处理函数是 HandleSigUsr1()
1 static void handleSigUsr1(void)2 {3 LOGI("SIGUSR1 forcing GC (no HPROF)\n");4 dvmCollectGarbage(false);5 }
(2). SIGUSR2 被用来做 JIT的调试。如果JIT下编译时打开，收到SIGUSR2是dvm会dump出相关的调试信息。处理逻辑如下：
1 #if defined(WITH_JIT) && defined(WITH_JIT_TUNING) 2 /* 3 * Respond to a SIGUSR2 by dumping some JIT stats and possibly resetting 4 * the code cache. 5 */ 6 static void handleSigUsr2(void) 7 { 8 static int codeCacheResetCount = 0; 9 if ((--codeCacheResetCount & 7) == 0) {10 gDvmJit.codeCacheFull = true;11 } else {12 dvmCompilerDumpStats();13 /* Stress-test unchain all */14 dvmJitUnchainAll();15 LOGD("Send %d more signals to rest the code cache",16 codeCacheResetCount & 7);17 }18 }19 #endif
由于以上两个信号都仅用于DVM的内部实现的调试，本文不作详细的分析。读者可以在终端通过adb发送 SIGUSR1 和SIGUSR2信号来观察它的行为。
(3). SIGQUIT 用来 输出trace文件，以记录异常终止是dvm的上下文信息.
SIGQUIT的处理函数如下所示：
1 static void handleSigQuit(void) 2 { ... 3 dvmSuspendAllThreads(SUSPEND_FOR_STACK_DUMP); 4 5 if (gDvm.stackTraceFile == NULL) { 6 /* just dump to log */ 7 DebugOutputTarget target; 8 dvmCreateLogOutputTarget(&target, ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG); 9 dvmDumpAllThreadsEx(&target, true);10 } else {11 /* write to memory buffer */12 FILE* memfp = open_memstream(&traceBuf, &traceLen);13 if (memfp == NULL) {14 LOGE("Unable to create memstream for stack traces\n");15 traceBuf = NULL; /* make sure it didn‘t touch this */16 /* continue on */17 } else {18 logThreadStacks(memfp);19 fclose(memfp);20 }21 }22 23 #if defined(WITH_JIT) && defined(WITH_JIT_TUNING)24 dvmCompilerDumpStats();25 #endif26 27 dvmResumeAllThreads(SUSPEND_FOR_STACK_DUMP);28 29 if (traceBuf != NULL) {30 int fd = open(gDvm.stackTraceFile, O_WRONLY | O_APPEND | O_CREAT, 0666);31 if (fd < 0) {32 LOGE("Unable to open stack trace file ‘%s‘: %s\n",33 gDvm.stackTraceFile, strerror(errno));34 } else {35 ...36 }37 ...38 }
它首先查看有木有指定 trace输出文件，没有就将trace信息打印到log里。如果有，就先将trace信息打印到内存文件中，然后再讲改内存文件内容输出到指定trace文件中。
有些读者肯能觉得奇怪，为什么指定了trace文件后，不直接打印trace信息到trace文件中呢。 原因是 trace文件实际上记录的是当前运行的所有的线程的上下文信息。他需要 暂停所有的线程才能输出。 dvmSuspendAllThreads(SUSPEND_FOR_STACK_DUMP);的调用正式这个目的。可以看出，这个操作代价是很高的，它把当前所有的线程都停了下来。执行的时间越短，对正常运行的线程的影响越小。 输出信息到内存比直接到外部文件要快得多。所以 dvm采取了先输出到内存，马上恢复线程程，然后就可以慢慢的输出到外部文件里了。
而这真正的输出信息实现在 logThreadStacks()中：
1 static void logThreadStacks(FILE* fp) 2 { 3 dvmPrintDebugMessage(&target, 4 "\n\n----- pid %d at %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d -----\n", 5 pid, ptm->tm_year + 1900, ptm->tm_mon+1, ptm->tm_mday, 6 ptm->tm_hour, ptm->tm_min, ptm->tm_sec); 7 printProcessName(&target); 8 dvmPrintDebugMessage(&target, "\n"); 9 dvmDumpAllThreadsEx(&target, true);10 fprintf(fp, "----- end %d -----\n", pid);11 }
该函数打印了trace文件的框架，其输出类似如下所示：
1 ----- pid 503 at 2011-11-21 21:59:12 -----2 Cmd line: com.android.phone3 4 <Thread_info>5 6 ----- end 503 -----
它显示当前dvm进程的进程id，名字，输出的时间。最重要的所有线程的上下文信息是有函数 dvmDumpAllThreadsEx()里实现的，该函数定义在 thread.c里：
1 void dvmDumpAllThreadsEx(const DebugOutputTarget* target, bool grabLock) 2 { 3 Thread* thread; 4 5 dvmPrintDebugMessage(target, "DALVIK THREADS:\n"); 6 7 #ifdef HAVE_ANDROID_OS 8 dvmPrintDebugMessage(target, 9 "(mutexes: tll=%x tsl=%x tscl=%x ghl=%x hwl=%x hwll=%x)\n",10 gDvm.threadListLock.value,11 gDvm._threadSuspendLock.value,12 gDvm.threadSuspendCountLock.value,13 gDvm.gcHeapLock.value,14 gDvm.heapWorkerLock.value,15 gDvm.heapWorkerListLock.value);16 #endif17 18 if (grabLock)19 dvmLockThreadList(dvmThreadSelf());20 21 thread = gDvm.threadList;22 while (thread != NULL) {23 dvmDumpThreadEx(target, thread, false);24 25 /* verify link */26 assert(thread->next == NULL || thread->next->prev == thread);27 28 thread = thread->next;29 }30 31 if (grabLock)32 dvmUnlockThreadList();33 }
它的输出格式如下：
1 DALVIK THREADS: 2 (mutexes: tll=0 tsl=0 tscl=0 ghl=0 hwl=0 hwll=0) 3 "main" prio=5 tid=1 NATIVE 4 | group="main" sCount=1 dsCount=0 obj=0x400246a0 self=0x12770 5 | sysTid=503 nice=0 sched=0/0 cgrp=default handle=-1342909272 6 | schedstat=( 15165039025 12197235258 23068 ) utm=182 stm=1334 core=0 7 at android.os.MessageQueue.nativePollOnce(Native Method) 8 at android.os.MessageQueue.next(MessageQueue.java:119) 9 at android.os.Looper.loop(Looper.java:122)10 at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:4134)11 at java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)12 at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:491)13 at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:841)14 at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:599)15 at dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)
至此， 我们可以很清楚的 解析 trace文件中 thread信息的含义了：
1. 第一行是 固定的头, 指明下面的都是 当前运行的 dvm thread ：“DALVIK THREADS:”
2. 第二行输出的是该 进程里各种线程互斥量的值。（具体的互斥量的作用在 dalvik 线程一章 单独陈述）
3. 第三行输出分别是 线程的名字（“main”），线程优先级（“prio=5”），线程id（“tid=1”） 以及线程的 类型（“NATIVE”）
4. 第四行分别是线程所述的线程组 （“main”），线程被正常挂起的次处（“sCount=1”），线程因调试而挂起次数（”dsCount=0“），当前线程所关联的java线程对象（”obj=0x400246a0“）以及该线程本身的地址（“self=0x12770”）。
5. 第五行 显示 线程调度信息。 分别是该线程在linux系统下得本地线程id （“ sysTid=503”），线程的调度有优先级（“nice=0”），调度策略（sched=0/0），优先组属（“cgrp=default”）以及 处理函数地址（“handle=-1342909272”）
6 第六行 显示更多该线程当前上下文，分别是 调度状态（从 /proc/[pid]/task/[tid]/schedstat读出）（“schedstat=( 15165039025 12197235258 23068 )”），以及该线程运行信息 ，它们是 线程用户态下使用的时间值(单位是jiffies）（“utm=182”）， 内核态下得调度时间值（“stm=1334”），以及最后运行改线程的cup标识（“core=0”）；
7.后面几行输出 该线程 调用栈。
有了以上信息，我们便更容易分析出app是为什么被异常终止的了。
Android信号处理