Linux 信号总结以及常见信号使用

以你之姓@ 2022-03-26 12:13 298阅读 0赞

【摘要】信号是学习 linux 时必须要熟悉的一部分，没有了信号 Linux 系统就没办法正常的工作。而我们作为 Linux 程序员，也要用到信号来进行程序的运行，没有了信号，我们的工作将会变得一团糟。这几天，我把刚刚学的关于信号的知识点总结了一下，分享给大家，希望可以对大家有所帮助。

## 信号的概念 ##

信号是 linux 系统为了响应某些状况而产生的事件。进程收到信号后应该采取相应的动作

## 哪些情况会引发信号 ##

1.  键盘事件 ctrl +c ctrl +\\
2.  非法内存 如果内存管理出错，系统就会发送一个信号进行处理
3.  硬件故障 同样的，硬件出现故障系统也会产生一个信号
4.  环境切换 比如说从用户态切换到其他态，状态的改变也会发送一个信号，这个信号会告知给系统

## 怎样查看信号呢？ ##

`kill -l`

这个命令就可以查看所有的信号啦，现在信号已经增加到 **65** 个了，但是在这里我要提一下，从 **33-64** 这些信号一般不会采用，这是为了区分可靠信号和不可靠信号而新增加的 32 个信号。关于可靠信号和不可靠信号，我会在下面加以说明滴。

下面我把最常用到的信号给大家解释一下

#define	SIGHUP	1	/* hangup */
    #define	SIGINT	2	/* interrupt */
    #define	SIGQUIT	3	/* quit */
    #define	SIGILL	4	/* illegal instruction (not reset when caught) */
    #define	SIGTRAP	5	/* trace trap (not reset when caught) */
    #define	SIGABRT	6	/* abort() */
    #if  (defined(_POSIX_C_SOURCE) && !defined(_DARWIN_C_SOURCE))
    #define	SIGPOLL	7	/* pollable event ([XSR] generated, not supported) */
    #else	/* (!_POSIX_C_SOURCE || _DARWIN_C_SOURCE) */
    #define	SIGIOT	SIGABRT	/* compatibility */
    #define	SIGEMT	7	/* EMT instruction */
    #endif	/* (!_POSIX_C_SOURCE || _DARWIN_C_SOURCE) */
    #define	SIGFPE	8	/* floating point exception */
    #define	SIGKILL	9	/* kill (cannot be caught or ignored) */
    #define	SIGBUS	10	/* bus error */
    #define	SIGSEGV	11	/* segmentation violation */
    #define	SIGSYS	12	/* bad argument to system call */
    #define	SIGPIPE	13	/* write on a pipe with no one to read it */
    #define	SIGALRM	14	/* alarm clock */
    #define	SIGTERM	15	/* software termination signal from kill */
    #define	SIGURG	16	/* urgent condition on IO channel */
    #define	SIGSTOP	17	/* sendable stop signal not from tty */
    #define	SIGTSTP	18	/* stop signal from tty */
    #define	SIGCONT	19	/* continue a stopped process */
    #define	SIGCHLD	20	/* to parent on child stop or exit */
    #define	SIGTTIN	21	/* to readers pgrp upon background tty read */
    #define	SIGTTOU	22	/* like TTIN for output if (tp->t_local&LTOSTOP) */
    #if  (!defined(_POSIX_C_SOURCE) || defined(_DARWIN_C_SOURCE))
    #define	SIGIO	23	/* input/output possible signal */
    #endif
    #define	SIGXCPU	24	/* exceeded CPU time limit */
    #define	SIGXFSZ	25	/* exceeded file size limit */
    #define	SIGVTALRM 26	/* virtual time alarm */
    #define	SIGPROF	27	/* profiling time alarm */
    #if  (!defined(_POSIX_C_SOURCE) || defined(_DARWIN_C_SOURCE))
    #define SIGWINCH 28	/* window size changes */
    #define SIGINFO	29	/* information request */
    #endif
    #define SIGUSR1 30	/* user defined signal 1 */
    #define SIGUSR2 31	/* user defined signal 2 */

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>信号量值</th> 
   <th>名称</th> 
   <th>发送方式</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>(2)</td> 
   <td>SIGINT</td> 
   <td>ctrl +c</td> 
   <td>终止信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>(3)</td> 
   <td>SIGQUIT</td> 
   <td>ctrl&nbsp; + \</td> 
   <td>暂停信号，放入后台</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>(4)</td> 
   <td>SIGILL</td> 
   <td></td> 
   <td>非法指令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>（5）</td> 
   <td>SIGTRAP</td> 
   <td>abort(3)</td> 
   <td>进程异常终止</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>(7)</td> 
   <td>SIGBUS</td> 
   <td></td> 
   <td>（虚实关系建立）&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 总线错误（从写的位置到物理内存，操作系统没有将磁盘的开始位置到物理内存之间建立 &nbsp; &nbsp;&nbsp; 联系 &nbsp;&nbsp; mmap(把虚拟内存和磁盘文件的关系映射起来，如果磁盘大小大于 0，就建立这种关系</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>(9)</td> 
   <td>SIGKILL</td> 
   <td>kill - 9 pid</td> 
   <td>杀死进程</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>(11)</td> 
   <td>SIGSEGV</td> 
   <td></td> 
   <td>段错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>（13）</td> 
   <td>SIGPIPE</td> 
   <td></td> 
   <td>管道破裂</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>（14）</td> 
   <td>SIGALRM</td> 
   <td></td> 
   <td>闹钟</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>（15）</td> 
   <td>SIGTERM</td> 
   <td></td> 
   <td>缺省终止某个进程，终止掉</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>（17）</td> 
   <td>SIGSTOP</td> 
   <td></td> 
   <td>子进程死的时候会给父进程发送这个信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>（19）</td> 
   <td>SIGCONT</td> 
   <td></td> 
   <td>进程暂停</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>（23）</td> 
   <td>SIGURG</td> 
   <td></td> 
   <td>紧急数据</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>（29）</td> 
   <td>SIGINFO</td> 
   <td></td> 
   <td>异步 IO</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 信号的默认处理方式： #

这个就要使用 man 手册自己去查找啦，有好多呢，记住常用的就可以啦  
man 7 signal 在第七页，所以直接用 man 7

# 进程收到信号的三种处理方式 #

1.  默认：如果是系统默认的话，那就会终止这个进程
2.  忽略 ：信号来了我们不处理，装作没看到 SIGKILL SIGSTOP 不能忽略
3.  捕获并处理 ：当信号来了，执行我们自己写的代码（捕获信号这个动作是需要我们完成的） SIGKILL SIGSTOP 不能捕获

# 注册信号 #

typedef void  (\* sighandler_t) (int);
    sighandler_t signal (int signum   //要注册的信号
    ,sighandler_t handler);    //信号执行函数 1.自己定义函数
    2.SIG_IGN  #define SIG_IGN  (sighandler_t(1))把 1 强制转化为函数指针类型
    3.SIG_DFL  #define SIG_IGN  (sighandler_t(0))把 0 强制转化为函数指针类型
    
    返回错误 SIG_ERR
    #define SIG_ERR

信号是异步事件，当信号到达时，保存当前的执行环境，转去执行信号处理函数，当信号处理函数完毕，恢复现场，继续执行

## 这里我们看一下可靠信号和不可靠信号的区别吧 ##

### 不可靠信号 ###

Linux 的信号继承自早期的 Unix 信号，Unix 信号的缺陷 1.信号处理函数执行完毕，信号恢复成默认处理方式（Linux 已经改进) 2.会出现信号丢失，信号不排队  
1-31 都是不可靠的，会出现信号丢失现象

### 可靠信号 ###

34-64 重新设计的一套信号集合  
不会出现信号丢失，支持排队，信号处理函数执行完毕，不会恢复成缺省处理方式  
实时信号 ： 就是可靠信号  
非实时信号：不可靠信号

## 发送信号： ##

kill -信号值 pid  
int kill(int pid,int signum)  
pid > 0 :发送给 pid 进程  
pid = 0 ：调用者所在进程组的任一进程  
pid = -1: 有权发送的任何一个进程，除了 1  
pid < -1 |pid|进程组所有的进程

## 进程组：进程组中有若干个进程 ##

用管道连接的进程， fork 创建的父子进程都属于同一个进程组  
sleep 返回值 > 0 表示还剩多少秒没睡就被信号打断

### 给自己发信号 ###

`raise（ int signum ）`  
`kill(getpid() ,signum)`

给进程组发信号  
int killpg(int gid,int signum);  
暂停进程，直到被信号打断  
int pause( void ）把当前进程变成就绪态，让出 CPU calling process  
SIGALRM  
int alarm(int sec)  
当 sec 规定的时间到了，触发 SIGALRM 信号  
如果 sec 是 0，表示清除信号

下面是两个 SIGALRM 信号的使用范例，希望通过这两个实例可以加深你们对于闹钟信号的理解啊

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <signal.h>
    
    void handler(int s) //信号到来，则执行这个函数，输出超时
    {
        
        printf("超时\n");
        exit(1);
    }
    
    int main()
    {
        
        char buf[100] = {
        };
        printf("输入名字");
    
        signal(SIGALRM, handler); //定义一个信号函数，当 SIGALRM 信号发过来时，执行 handler 函数
        alarm(5);                 //设置五秒的时钟，五秒内如果没有执行输入操作就会发送信号
    
        scanf("%s", buf);
        alarm(0); //如果五秒内执行了操作，那就清空闹钟
    
        printf("名字为：%s\n", buf);
    
        for (;;) //验证闹钟时间已经清空
        {
        
            fflush(stdout);
            printf(".");
            sleep(1);
        }
    }

执行结果

## 基于闹钟原理，我们再来实现一个更加复杂的小型考试系统 ##

代码如下

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <signal.h>
    
    int count = 0; //初始化
    int wrong = 0; //初始化
    
    void handler(int s) //当闹钟信号发过来，执行这个函数，输出对错的个数
    {
        
        printf("time out \n");
        printf("right = %d,wrong = %d\n ", count, wrong);
        exit(1);
    }
    
    int main()
    {
        
        int i = 0;
        signal(SIGALRM, handler); //定义信号函数接收信号
    
        alarm(30);               //设置闹钟时间为 30 秒
        srand(getpid());         //用子进程 id 作为随机种子数
        for (i = 0; i < 10; i++) //循环十次，输出随机数相加结果
        {
        
            int left = rand() % 10;
            int right = rand() % 10;
            printf("%d + %d=", left, right);
            int ret;
    
            while (getchar() != '\n')
                ; //清空输入缓冲区，防止异常输入使得程序崩溃
            scanf("%d", &ret);
            if (left + right == ret) //判断对错
            {
        
                count++;
            }
            else
            {
        
                wrong++;
            }
        }
        printf("做完了\n");
        printf("right =%d,wrong = %d \n", count, wrong);
    }

程序结果如下

从这两个实例，我们已经可以知道时钟的简单用法啦，那么说了这么多，我觉得你们也可以自己上手去做一个以闹钟为中心的小程序啦。再另一篇博客里面我会讲一讲时钟的用法，希望可以帮助到你们哦。  
注：我也是个初学者啦，如果哪里又纰漏之处，欢迎指正啊，也可以私信我，我很喜欢交流的。

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作者：zb1593496558  
来源：CSDN  
原文：[https://blog.csdn.net/zb1593496558/article/details/80280346][https_blog.csdn.net_zb1593496558_article_details_80280346]  
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