Linux信號機制與信號處理分享

今天扣丁學堂小編給大家整理一下關(guān)于Linux信號機制與信號處理的詳細介紹，首先信號(signal)是Linux進程間通信的一種機制，全稱為軟中斷信號，也被稱為軟中斷。信號本質(zhì)上是在軟件層次上對硬件中斷機制的一種模擬。 

與其他進程間通信方式(例如管道、共享內(nèi)存等)相比，信號所能傳遞的信息比較少，只是一個整數(shù)。信號只是用來通知某進程發(fā)生了什么事件，并不給該進程傳遞任何數(shù)據(jù)。但正是由于傳遞的信息量少，信號也便于管理和使用，可以用于系統(tǒng)管理相關(guān)的任務，例如通知進程終結(jié)、中止或者恢復等。  

每種信號用一個整型常量宏表示，以SIG開頭，比如SIGCHLD、SIGINT等，它們在系統(tǒng)頭文件中定義。  

信號由內(nèi)核(kernel)管理，產(chǎn)生方式多種多樣：  

可以由內(nèi)核自身產(chǎn)生，比如出現(xiàn)硬件錯誤、內(nèi)存讀取錯誤，分母為0的除法等，內(nèi)核需要通知相應進程。  

也可以由其他進程產(chǎn)生并發(fā)送給內(nèi)核，再由內(nèi)核傳遞給目標進程。  

信號傳遞的過程  

內(nèi)核中針對每一個進程都有一個表來保存信號。  

當內(nèi)核需要將信號傳遞給某個進程時，就在該進程對應的表中寫入信號，這樣就生成了信號。  

當該進程由用戶態(tài)陷入內(nèi)核態(tài)，再次切換到用戶態(tài)之前，會查看表中的信號。如果有信號，進程就會首先執(zhí)行信號對應的操作，此時叫做執(zhí)行信號。  

從生成信號到將信號傳遞給對應進程這段時間，信號處于等待狀態(tài)。  

我們可以編寫代碼，讓進程阻塞(block)某些信號，也就是讓這些信號始終處于等待的狀態(tài)，直到進程取消阻塞(unblock)或者忽略信號。  

一些常見信號  

SIGHUP1終端掛起或控制進程終止。當用戶退出Shell時，由該進程啟動的所有進程都會收到這個信號，默認動作為終止進程。  

SIGINT2鍵盤中斷。當用戶按下組合鍵時，用戶終端向正在運行中的由該終端啟動的程序發(fā)出此信號。默認動作為終止進程。  

SIGQUIT3鍵盤退出鍵被按下。當用戶按下或組合鍵時，用戶終端向正在運行中的由該終端啟動的程序發(fā)出此信號。默認動作為退出程序。  

SIGILL4非法指令  

SIGABRT6由abort(3)發(fā)出的退出指令  

SIGFPE8發(fā)生致命的運算錯誤時發(fā)出。不僅包括浮點運算錯誤，還包括溢出及除數(shù)為0等所有的算法錯誤。默認動作為終止進程并產(chǎn)生core文件。  

SIGKILL9無條件終止進程。進程接收到該信號會立即終止，不進行清理和暫存工作。該信號不能被忽略、處理和阻塞，它向系統(tǒng)管理員提供了可以殺死任何進程的方法。  

SIGSEGV11無效的內(nèi)存引用  

SIGALRM14定時器超時，默認動作為終止進程。  

SIGTERM15程序結(jié)束信號，可以由kill命令產(chǎn)生。與SIGKILL不同的是，SIGTERM信號可以被阻塞和終止，以便程序在退出前可以保存工作或清理臨時文件等。  

使用實例  

通過kill-l命令可以查看系統(tǒng)支持的所有信號：  

$kill-l  

1)SIGHUP2)SIGINT3)SIGQUIT4)SIGILL  

5)SIGTRAP6)SIGABRT7)SIGBUS8)SIGFPE  

9)SIGKILL10)SIGUSR111)SIGSEGV12)SIGUSR2  

13)SIGPIPE14)SIGALRM15)SIGTERM17)SIGCHLD  

18)SIGCONT19)SIGSTOP20)SIGTSTP21)SIGTTIN  

22)SIGTTOU23)SIGURG24)SIGXCPU25)SIGXFSZ  

26)SIGVTALRM27)SIGPROF28)SIGWINCH29)SIGIO  

30)SIGPWR31)SIGSYS34)SIGRTMIN35)SIGRTMIN+1  

36)SIGRTMIN+237)SIGRTMIN+338)SIGRTMIN+439)SIGRTMIN+5  

40)SIGRTMIN+641)SIGRTMIN+742)SIGRTMIN+843)SIGRTMIN+9  

44)SIGRTMIN+1045)SIGRTMIN+1146)SIGRTMIN+1247)SIGRTMIN+13  

48)SIGRTMIN+1449)SIGRTMIN+1550)SIGRTMAX-1451)SIGRTMAX-13  

52)SIGRTMAX-1253)SIGRTMAX-1154)SIGRTMAX-1055)SIGRTMAX-9  

56)SIGRTMAX-857)SIGRTMAX-758)SIGRTMAX-659)SIGRTMAX-5  

60)SIGRTMAX-461)SIGRTMAX-362)SIGRTMAX-263)SIGRTMAX-1  

64)SIGRTMAX  

注意：上面是在CentOS下的命令執(zhí)行結(jié)果，不同的Linux發(fā)行版支持的信號可能不同。  

每種信號都會有一個默認動作。默認動作就是腳本或程序接收到該信號所做出的默認操作。常見的默認動作有終止進程、退出程序、忽略信號、重啟暫停的進程等，上表中也對部分默認動作進行了說明。  

發(fā)送信號  

有多種方式可以向程序或腳本發(fā)送信號，例如按下組合鍵會發(fā)送SIGINT信號，終止當前進程。  

還可以通過kill命令發(fā)送信號，語法為：  

$kill-signalpid  

signal為要發(fā)送的信號，可以是信號名稱或數(shù)字;pid為接收信號的進程ID。例如：  

$kill-135365  

將SIGHUP信號發(fā)送給進程ID為35365的進程，程序會終止執(zhí)行。  

強制殺死ID為35365的進程：  

$kill-935365  

捕獲信號  

通常情況下，直接終止進程并不是我們所希望的。例如，按下，進程被立即終止，不會清理創(chuàng)建的臨時文件，帶來系統(tǒng)垃圾，也不會保存正在進行的工作，導致需要重做。  

可以通過編程來捕獲這些信號，當終止信號出現(xiàn)時，可以先進行清場和保存處理，再退出程序。  

通過trap命令就可以捕獲信號，語法為：  

$trapcommandssignals  

commands為Linux系統(tǒng)命令或用戶自定義命令;signals為要捕獲的信號，可以為信號名稱或數(shù)字。  

捕獲到信號后，可以有三種處理：  

執(zhí)行一段腳本來做一些處理工作，例如清理臨時文件;  

接受(恢復)信號的默認操作;  

忽略當前信號。  

a.清理臨時文件  

腳本捕獲到終止信號后一個常見的動作就是清理臨時文件。例如：  

$trap"rm-f$WORKDIR/tmp$$$WORKDIR/tmpTest$$;exit"2  

當用戶按下后，腳本先清理臨時文件tmp$$和tmpTest$$再退出。  

注意：exit命令是必須的，否則腳本捕獲到信號后會繼續(xù)執(zhí)行而不是退出。  

修改上面的腳本，使接收到SIGHUP時進行同樣的操作：  

$trap"rm$WORKDIR/tmp$$$WORKDIR/tmpTest$$;exit"12  

幾點注意：  

如果執(zhí)行多個命令，需要將命令用引號包圍;  

只有腳本執(zhí)行到trap命令時才會捕獲信號;  

再次接收到信號時還會執(zhí)行同樣的操作。  

上面的腳本，執(zhí)行到trap命令時就會替換WORKDIR和$$的值。如果希望接收到SIGHUP或SIGINT信號時再替換其值，那么可以將命令放在單引號內(nèi)，例如：  

$trap'rm$WORKDIR/tmp$$$WORKDIR/tmpTest$$;exit'12  

b.忽略信號  

如果trap命令的commands為空，將會忽略接收到的信號，即不做任何處理，也不執(zhí)行默認動作。例如：  

$trap''2  

也可以同時忽略多個信號：  

$trap''12315  

注意：必須被引號包圍，不能寫成下面的形式：  

$trap2  

c.恢復默認動作  

如果希望改變信號的默認動作后再次恢復默認動作，那么省略trap命令的commands即可，例如：  

$trap12  

將恢復SIGHUP和SIGINT信號的默認動作。  

以上就是關(guān)于Linux信號機制與信號處理的詳細介紹，最后扣丁學堂的Linux培訓課程從基礎(chǔ)入門開始教，不論學員是否擁有基礎(chǔ)在扣丁學堂都能順利的學習，扣丁學堂不僅有專業(yè)的老師和與時俱進的課程體系，還有大量的Linux視頻教程供學員觀看學習，想要學好Linux開發(fā)的小伙伴快快行動吧?？鄱W堂Linux技術(shù)交流群：659974587。