Unix/Linux编程：发送信号

小咪咪 2022-10-16 06:11 265阅读 0赞

# kill #

## 发送信号 ##

与shell的kill命名相类似，一个进程能够使用kill()系统调用向另一进程发送信号。(之所以选择kill作为术语，是因为早期Unix实现中大多数信号的默认行为是终止信号)

SYNOPSIS
    		#include<sys/types.h>
    		#include<signal.h>
    		
    		int kill(pid_t pid, int sig);
    
    NAME
           kill - 给一个进程或者一组进程发送信息
    
    SYNOPSIS
           #include <signal.h>
    
           int kill(pid_t pid, int sig);
    
    DESCRIPTION
    		第一个参数：指定发送信号的接收线程
    		第二个参数：信号的signum。 ，sig 必须大于0； sig = 0， 则不发送任何信号
    
    RETURN VALUE
    		成功0，失败-1并设置errno

pid参数指定发送信号的接受线程，sig指定了要发送的信号

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>pid</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>pid &gt; 0</td> 
   <td>信号发送给PID为pid的进程</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pid = 0</td> 
   <td>信号发送给本进程组内的其他进程，包含进程自身</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pid = -1</td> 
   <td>信号发送给除init进程外的所有进程，但是发送者需要拥有对目标进程发送信号的权限。也将这种信号作为广播信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pid &lt; -1</td> 
   <td>信号发送给组ID等于该pid绝对值的进程组内的所有进程。常用于shell作业控制</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

进程要发送信号给另一进程，还需要适当的权限

*  特权级（CAP\_KILL）进程可以向任何进程发送信号。
 *  以 root 用户和组运行的 init 进程（进程号为 1），是一种特例，仅能接收已安装了处理器函数的信号。这可以防止系统管理员意外杀死 init 进程—这一系统运作的基石
 *  如果发送者的实际或有效用户 ID 匹配于接受者的实际用户 ID 或者保存设置用户 ID(saved set-user-id)，那么非特权进程也可以向另一进程发送信号。
    
     *  利用这一规则，用户可以向由他们启动的 set-user-ID 程序发送信号，而无需考虑目标进程有效用户 ID 的当前设置。
     *  将目标进程有效用户 ID 排除在检查范围之外，这一举措的辅助作用在于防止用户某甲向用户某乙的进程发送信号，而该进程正在执行的 set-user-ID程序又属于用户某甲  
        ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]
 *  SIGCONT 信号需要特殊处理。无论对用户 ID 的检查结果如何，非特权进程可以向同一会话中的任何其他进程发送这一信号。利用这一规则，运行作业控制的 shell 可以重启已停止的作业（进程组），即使作业进程已经修改了它们的用户 ID

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>errno</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>EINVAL</code></td> 
   <td>无效信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>EPERM</code></td> 
   <td>没有权限</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>ESRCH</code></td> 
   <td>目标进程或者进程组不存在</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  如果并无进程与指定pid向匹配，那么kill()调用将失败，同时将errno置ESRCH(“查无此进程”)
 *  如果进程无权发送信号给所请求的 pid，那么 kill()调用将失败，且将 errno 置为 EPERM
 *  若 pid所指为一系列进程（即 pid 是负值）时，只要可以向其中之一发送信号，则 kill()调用成功

查看linux操作系统支持的信号  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 检查进程的存在 ##

*  kill()系统调用还有另一重功能。如果参数sig指定为0(即所谓空信号)，则无信号发送。相反，kill()仅会去执行错误检查，查看是否可以向目标进程发送信号。
 *  这意味着，可以使用空进程来检测具有特定进程ID的进程是否存在。
    
     *  如果发送空信号失败，而且errno为 ESRCH，则表明目标进程不存在。
     *  如果调用失败，且 errno 为 EPERM（表示进程存在，但无权向目标进程发送信号）或者调用成功（有权向进程发送信号），那么就表示进程存在。

验证一个特定进程ID的存在并不能保证特定程序仍在运行。因为内核会随着进程的生灭而循环使用进程 ID。而一段时间之后，同一进程 ID 所指恐怕是另一进程了。此外，特定进程ID 可能存在，但是一个僵尸（亦即，进程已死，但其父进程尚未执行 wait()来获取其终止状态

还可使用各种其他技术来检查某一特定进程是否正在运行，其中包括如下技术：

*  wait()系统调用：这些调用仅用于监控调用者的子进程
 *  信号量和排他文件锁：如果进程持续持有某一信号量或文件锁，并且一直处于被检查状态，那么如能获取到信号量或锁时，即表明该进程已经终止。
 *  诸如管道和FIFO之类的IPC通道：可以对监控目标进程进行设置，令其在自身生命周期内持有对通道进行写操作的打开文件描述符。同时，令监控进程持有针对通道进行读操作的打开文件描述符，而且当通常谢如端关闭时（遭遇文件结束符），即可获知监控目标进程已经终止。监控进程对此情况的判定，既可借助于对自身文件描述符的读取。
 *  /proc/PID 接口：例如，如果进程 ID 为 12345 的进程存在，那么目录/proc/12345 将存在，可以发起诸如 stat()之类的调用来进行检查。

除去最后一项之外，循环使用进程 ID 不会影响上述所有技术。、

# 发送信号的其他方式：raise()和 killpg() #

有时，进程需要向自身发送信号，那么可以调用raise()

NAME
           raise - 向自身发送信号
    
    SYNOPSIS
           #include <signal.h>
    
           int raise(int sig);
    
    DESCRIPTION
           在单线程程序中，调用 raise()相当于对 kill()的如下调用
    
               kill(getpid(), sig);
    
           支持线程的系统会将 raise(sig)实现为
    
               pthread_kill(pthread_self(), sig);
    
           如果信号导致调用处理程序，则仅在信号处理程序返回后，raise（）才会返回。 .
    
    RETURN VALUE
           raise() 成功返回0，失败返回非0。

> raise()函数起源于 C89。C 语言标准不包含诸如进程 ID 之类的操作系统细节，raise()函数之所以得以定义，是因为该函数不需要引用进程 ID

当进程使用 raise()（或者 kill()）向自身发送信号时，信号将立即传递（即，在 raise()返回调用者之前）

注意，raise()出错将返回非 0 值（不一定为–1）。调用 raise()唯一可能发生的错误为 EINVAL，即 sig 无效。因此，在任何指定了某一 SIGxxxx 常量的位置，都未检查该函数的返回状态。

killpg()函数向某一进程组的所有成员发送一个信号

NAME
           killpg - 向过程组发送信号 
    
    SYNOPSIS
           #include <signal.h>
    
           int killpg(pid_t pgrp, int sig);
    
    DESCRIPTION
           killpg() 函数必须将sig指定的信号发送到pgrp指定的进程组。 
    
           如果pgrp大于1，则 killpg(pgrp, sig) 相当于kill(-pgrp, sig). 
           如果pgrp小于或等于1，则killpg()的行为是不确定的。 
           如果指定 pgrp 的值为 0，那么会向调用者所属进程组的所有进程发送此
           信号, SUSv3对此未作规范，但大多数UNIX实现对该情况的处理方式与Linux相同
    
    RETURN VALUE
           Refer to kill().
    
    ERRORS
           Refer to kill().

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <signal.h>
    #include <unistd.h>
    #include <errno.h>
    #include <string.h>
    
    int
    main(int argc, char *argv[])
    {
        
        int s, sig;
    
        if (argc != 3 || strcmp(argv[1], "--help") == 0){
        
            printf("%s pid sig-num\n", argv[0]);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    
    
        sig = atoi(argv[2]);
    
        s = kill(atoi(argv[1]), sig);
    
        if (sig != 0) {
        
            if (s == -1){
        
                perror("kill");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
    
    
        } else {
                            /* Null signal: process existence check */
            if (s == 0) {
        
                printf("Process exists and we can send it a signal\n");
            } else {
        
                if (errno == EPERM)
                    printf("Process exists, but we don't have "
                           "permission to send it a signal\n");
                else if (errno == ESRCH)
                    printf("Process does not exist\n");
                else{
        
                    perror("kill");
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
            }
        }
    
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221014/b06b0f0e4df4416581b9b857eeb9d63d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221014/2a735e7303aa40f89dc190b3fd16fa1d.png