Linux进程信号机制详解

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摘要:在 Linux 系统中,进程信号(Signal)是操作系统用于通知进程发生了某种事件的机制。这些事件可能来自硬件异常(如除零错误)、用户输入(如 Ctrl+C)或其他进程的请求。以下是关于 Linux 进程信号的详细说明:

在 Linux 系统中,进程信号(Signal) 是操作系统用于通知进程发生了某种事件的机制。这些事件可能来自硬件异常(如除零错误)、用户输入(如 Ctrl+C)或其他进程的请求。以下是关于 Linux 进程信号的详细说明:

一、常见信号类型

Linux 支持多种标准信号(编号 1~31),部分常见信号如下:

信号名编号默认行为说明SIGHUP1终止进程终端挂起或控制进程终止SIGINT2终止进程用户输入中断(Ctrl+C)SIGQUIT3终止+核心转储用户输入退出(Ctrl+\)SIGKILL9强制终止进程不可被捕获、忽略或阻塞SIGSEGV11终止+核心转储内存非法访问(段错误)SIGTERM15终止进程请求进程正常终止(kill 默认发送此信号)SIGUSR110终止进程用户自定义信号 1SIGUSR212终止进程用户自定义信号 2

二、信号的三种处理方式

默认行为(Default Action)
每个信号有预定义的默认处理方式,如终止进程、忽略或生成核心转储文件(core dump)。忽略信号(Ignore)
进程可以选择忽略某些信号(如 SIGINT、SIGTERM),但 SIGKILL 和 SIGSTOP 无法被忽略自定义信号处理函数(Catch)
通过注册信号处理函数(Signal Handler),进程可以自定义对信号的响应。

三、发送信号的常用方法

1. 命令行工具

kill 命令

bash

kill -SIGNAME PID # 发送指定信号

kill -9 PID # 强制终止进程(SIGKILL)

kill -15 PID # 请求正常终止(SIGTERM)

killall 和 pkill

bash

killall -SIGNAME process_name # 按进程名发送信号

pkill -SIGNAME pattern # 按名称模式匹配进程

2. 编程接口(C语言)

kill 函数

c

#include

#include

int kill(PID_t pid, int sig); // 向指定 PID 发送信号

raise 函数

c

raise(SIGTERM); // 向当前进程自身发送信号

四、捕获信号与信号处理函数

1. signal 函数(简单但不够灵活)

c

#include

void (*signal(int sig, void (*handler)(int)))(int);

// 示例:捕获 SIGINT(Ctrl+C)

void handler(int sig) {

printf("Received SIGINT\n");

}

int main {

signal(SIGINT, handler);

while(1) pause; // 等待信号

return 0;

}

2. sigaction 函数(推荐使用,更安全)

struct sigaction {

void (*sa_handler)(int); // 信号处理函数

sigset_t sa_mask; // 阻塞的信号集

int sa_flags; // 标志位(如 SA_RESTART)

};

// 示例:使用 sigaction 捕获 SIGTERM

void term_handler(int sig) {

printf("Process is terminating...\n");

exit(0);

}

int main {

struct sigaction sa;

sa.sa_handler = term_handler;

sigemptyset(&sa.sa_mask);

sa.sa_flags = 0;

sigaction(SIGTERM, &sa, NULL);

while(1) pause;

return 0;

}

五、信号阻塞与信号集

通过信号屏蔽字(Signal Mask),进程可以临时阻塞某些信号:

c

#include

// 定义信号集并阻塞 SIGINT

sigset_t mask;

sigemptyset(&mask);

sigaddset(&mask, SIGINT);

sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL); // 阻塞 SIGINT

// 解除阻塞

sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &mask, NULL);

六、注意事项

信号处理函数的可重入性
在信号处理函数中,应仅使用 异步信号安全函数(如 write),避免调用非安全函数(如 printf、malloc)。信号丢失
标准信号(1~31)是 非排队 的,连续发送同一信号可能导致丢失。多线程中的信号处理
信号处理是进程级别的,所有线程共享同一信号处理函数。可通过 pthread_sigmask 设置线程的信号屏蔽字。

七、实际应用场景

守护进程(Daemon):捕获 SIGHUP 以重新加载配置文件。优雅退出:捕获 SIGTERM 进行资源清理。调试段错误:捕获 SIGSEGV 输出调试信息。

掌握进程信号机制,能帮助开发者编写更健壮的 Linux 应用程序。

来源:老客数据一点号

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