Linux信号处理详解与应用

"Linux下Signal信号" 在Linux操作系统中，Signal信号是进程间通信的一种机制，用于传递异步事件的通知或强制执行特定操作。信号机制在处理异常情况、控制进程执行流程以及实现定时器等方面扮演着重要角色。信号是内核向进程发送的一种消息，可以中断进程的正常执行流程，使得进程能够对信号进行响应。 信号的分类主要有标准信号和自定义信号。标准信号是POSIX和Unix标准定义的一组预定义信号，如SIGHUP、SIGINT、SIGQUIT等，它们有固定的编号和默认行为。自定义信号则由用户程序创建，可以用来扩展系统功能。 1. SIGHUP（1）：挂断信号，通常用于通知进程其控制终端已关闭。该信号的默认行为是终止进程，但某些守护进程可能会选择重新初始化。 2. SIGINT（2）：中断信号，通常是用户按下Ctrl+C产生的，用于中断正在运行的命令或程序。默认情况下，这会导致进程终止。 3. SIGQUIT（3）：退出信号，与SIGINT类似，但通常产生核心转储文件。 4. SIGILL（4）：非法指令信号，当进程尝试执行非法指令时（例如，未定义的或损坏的代码段）发出。 5. SIGABRT（6）：进程调用abort(3)函数时触发，表示程序内部错误，通常用于生成核心转储。 6. SIGFPE（8）：浮点异常信号，当发生算术错误（如除以零或浮点溢出）时发出。 7. SIGKILL（9）：杀进程信号，无法被捕获、忽略或重定向，用于强制立即终止进程。 8. SIGSEGV（11）：段错误信号，进程尝试访问无效的内存地址时产生。 9. SIGPIPE（13）：管道破裂信号，当进程试图向一个没有读取端的管道写入数据时触发。 10. SIGALRM（14）：闹钟信号，由alarm(2)函数设置的定时器到期时发出。 11. SIGTERM（15）：温和的终止信号，请求进程终止，进程可以选择优雅地清理资源后再退出。 12. SIGUSR1（30, 10, 16）和SIGUSR2（31, 12, 17）：用户自定义信号1和2，供应用程序使用，定义自己的信号处理逻辑。 13. SIGCHLD（20, 17, 18）：子进程结束或暂停时，父进程会收到此信号。默认情况下，系统不自动回收僵尸进程，需要父进程显式处理。 14. SIGCONT（19, 18, 25）：继续信号，使停止的进程恢复执行。 15. SIGSTOP（17, 19, 23）和SIGTSTP（18, 20, 24）：停止信号和终端停止信号，由键盘组合键（如Ctrl+Z）或系统命令（如kill -STOP）触发，不能被忽略或捕获。 16. SIGTTIN（21, 21, 26）和SIGTTOU（22, 22, 27）：分别用于阻止后台进程的输入和输出操作，与终端设备相关。 17. SIGBUS（10, 7, 10）：当进程访问的内存页不存在或损坏时触发，类似于SIGSEGV，但针对内存访问错误。 18. SIGPOLL（或SIGIO）：与可读写事件相关的信号，通常与select(2)、poll(2)或epoll(7)等I/O多路复用函数配合使用。 每个信号都有其默认处理方式，例如，SIGINT默认是终止进程，而SIGCHLD默认是忽略。但通过使用signal(2)或sigaction(2)系统调用，可以改变这些默认行为，如捕获信号、忽略信号或执行自定义处理函数。此外，信号的处理必须遵循一定的规则，如信号的同步和异步问题，以及信号屏蔽的概念，以防止信号干扰程序的正常执行。 理解并熟练使用Linux下的Signal信号机制对于编写可靠且健壮的系统级程序至关重要。开发者可以通过信号来实现复杂的应用场景，如监控和控制进程状态、实现定时任务和异常处理等。