Linux 信号signal处理机制

### Linux信号处理机制详解 #### 一、信号的基本概念 信号(signal)是Linux系统中用于进程间通信的重要机制之一，其本质上是一种软中断信号。它主要用于通知进程发生了某些特定的事件，例如进程异常终止、资源超限等。信号机制允许进程以异步的方式接收和响应这些事件。 1. **信号的作用** - **通知进程**：信号可以通知进程发生了某些事件，比如用户输入了中断命令(SIGINT)或进程发生了异常(SIGSEGV)。 - **进程间的通信**：进程可以通过信号来进行简单的进程间通信，例如父进程可以通过发送信号通知子进程进行特定的操作。 2. **信号处理方法** - **中断处理程序**：进程可以注册一个信号处理函数来处理接收到的信号。 - **忽略信号**：进程可以选择忽略某些信号，即接收到这些信号时不做任何处理。 - **默认操作**：如果没有显式地为信号注册处理函数，大多数信号会有默认的行为，通常是终止进程。 3. **信号的存储** 每个进程在进程表中的表项里都有一个信号掩码，这个掩码记录了当前进程接收到的所有未处理的信号。一旦信号被处理，相应的位就会被清除。 #### 二、信号的类型 Linux支持多种类型的信号，每种信号都有其特定的用途和触发场景。根据信号产生的原因不同，我们可以将信号大致分为以下几类： 1. **与进程终止相关的信号**：当进程正常或异常终止时，会发送此类信号。 2. **与进程异常事件相关的信号**：包括非法指令、内存访问错误等。 3. **与系统调用错误相关的信号**：当系统调用失败或遇到不可恢复的条件时。 4. **用户进程发出的信号**：通常是由进程调用`kill`系统调用来发送的。 5. **与终端交互相关的信号**：如用户关闭终端或按下特殊按键等。 6. **跟踪进程执行的信号**：用于调试目的，如SIGTRAP。 #### 三、常见的信号列表 下面是Linux系统中一些常见信号的概述及其含义： - **SIGHUP (1)**：终端挂起或控制进程终止。 - **SIGINT (2)**：键盘中断（通常由Ctrl+C触发）。 - **SIGQUIT (3)**：由键盘退出键触发。 - **SIGILL (4)**：非法指令。 - **SIGABRT (6)**：由`abort()`函数发出的退出信号。 - **SIGFPE (8)**：浮点异常。 - **SIGKILL (9)**：无法被捕捉或忽略的终止信号。 - **SIGSEGV (11)**：无效的内存引用。 - **SIGPIPE (13)**：管道破裂：写入一个没有读端口的管道。 - **SIGALRM (14)**：由`alarm()`函数发出的信号。 - **SIGTERM (15)**：终止信号，常用于正常终止进程。 - **SIGUSR1 (30, 10, 16)**：用户自定义信号1。 - **SIGUSR2 (31, 12, 17)**：用户自定义信号2。 - **SIGCHLD (20, 17, 18)**：子进程结束信号。 - **SIGCONT (19, 18, 25)**：进程继续运行（之前被暂停）。 - **SIGSTOP (17, 19, 23)**：停止进程。 - **SIGTSTP (18, 20, 24)**：由控制终端的停止键触发。 - **SIGTTIN (21, 21, 26)**：后台进程试图从控制终端读取数据。 - **SIGTTOU (22, 22, 27)**：后台进程试图向控制终端写入数据。 此外，还有一些在POSIX.1中未列出但在SUSv2中列出的信号，例如： - **SIGBUS (10, 7, 10)**：总线错误（错误的内存访问）。 - **SIGPOLL (A)**：SysV定义的Pollable事件，与SIGIO同义。 - **SIGPROF (27, 27, 29)**：由profiling定时器发出的信号。 - **SIGSYS (12, -, 12)**：无效的系统调用。 - **SIGTRAP (5)**：跟踪/断点捕获。 - **SIGURG (16, 23, 21)**：Socket出现紧急条件。 - **SIGVTALRM (26, 26, 28)**：虚拟时间报警信号。 - **SIGXCPU (24, 24, 30)**：超出设定的CPU时间限制。 - **SIGXFSZ (25, 25, 31)**：超出设定的文件大小限制。 #### 四、信号的处理 信号的处理通常涉及到以下几种方式： 1. **注册信号处理函数**：使用`signal()`或`sigaction()`系统调用来注册信号处理函数。 2. **忽略信号**：使用`signal()`或`sigaction()`设置信号的处理方式为忽略。 3. **默认操作**：如果没有显式地设置信号处理方式，则采用默认处理方式。 了解这些信号的类型和处理方法对于编写健壮的Linux应用程序至关重要。通过合理地利用信号机制，开发人员可以设计出能够优雅地处理异常情况的应用程序。