Linux（十二）信号

news2025/4/5 8:26:26

        今天我们就要来一起学习信号啦！！！还记得小编在之前的文章中说过的ctrl+c吗？之前小编没有详细介绍过，现在我们就要来学习啦！！！

一、信号的基本介绍

        首先，小编带领大家先一起学习一下什么是信号吧。

        信号是系统响应某个条件而产生的事件，进程接收到信号会执行相应的操作；

        大家要注意，我们在使用信号时，是需要添加头文件的。与信号有关的系统调用在<signal.h>头文件中。

1、信号的存储位置

旧版

vim /usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/signum.h 

新版(23版)

vim /usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/signum-arch.h

vim /usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/signum-generic.h

2、常见信号对应的功能

SIGBORT      *进程异常终止

SIGALRM      超时警告

SIGFPE         *浮点运算异常

SIGHUP         连接挂断

SIGILL            *非法指令

SIGINT            终端中断

SIGKILL           终止进程(此信号不能被捕获或忽略)

SIGPIPE          向无读进程的管道写数据

SIGQUIT          终端退出

SIGSEGV         *无效内存段访问

SIGTERM        终止

SIGUSR1         用户定义信号1

SIGUSR2         用户定义信号2

（在这里，重点的信号用了加粗提醒大家一定要记住，在这篇文章里，小编还不会向大家介绍SIGPIPE，在后面小编介绍管道时，会结合前边的内容和新的内容全面介绍管道）

3、信号的值

            信号名称  信号代号

#define SIGHUP 1

#define SIGINT 2     //键盘按下 Ctrl+c 时,会产生终端中断信号

#define SIGQUIT 3  //键盘按下 Ctrl+\时,会产生终端退出信号

#define SIGILL 4

#define SIGTRAP 5

#define SIGABRT 6

#define SIGIOT 6

#define SIGBUS 7

#define SIGFPE 8

#define SIGKILL 9     //该信号的响应方式不允许改变

#define SIGUSR1 10

#define SIGSEGV 11

#define SIGUSR2 12

#define SIGPIPE 13    //读端关闭的描述符,写端写入时产生,该信号会终止程序(向无读进程的管道写数据)

#define SIGALRM 14

#define SIGTERM 15    //系统 kill 命令默认发送的信号

#define SIGSTKFLT 16

#define SIGCHLD 17     //子进程结束后,内核会默认给父进程发送该信号

#define SIGCONT 18

#define SIGSTOP 19

#define SIGSTP 20

#define SIGTTIN 21

#define SIGTTOU 22

#define SIGURG 23

（通过这个，小编是想告诉大家，这些信号其实对应的就是数字）

二、信号的响应方式

信号有三种响应方式：默认、忽略、自定义；

1、信号处理函数

        在Linux系统中，我们想要了解一个新的知识必不可少的就是帮助手册啦！！！大家还记得怎么使用吗？

        答案就是：man signal

2、 三种响应方式

（1）默认

        如果signal函数的参数为 SIG_DFL，则系统将使用默认的信号处理动作。

        大家可以输入命令“man 7 signal”查看默认处理方式，当然啦，小编也会为大家展示出来。

        在上图，小编只截取了刚刚加粗的几个信号，想看完整的小伙伴可以自己输入命令“man 7 signal”，往下翻就能看到啦。

（2）忽略

        如果signal函数的参数为 SIG_IGN，则系统将忽略该信号。

（3）自定义

        信号自定义处理，其实是对信号进行捕捉，然后让信号执行自定义的方法。

下面，小编向大家演示一下默认的处理方式（也就是收到信号后，进程按照信号默认的方式去处理）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>
int main()
{
    while(1)
    {
        printf("main run\n");
        sleep(1);
    }   
    exit(0);
}

在上述代码中，小编写了一个while(1)的循环，会一直执行， 当我们键盘按下ctrl+c时,其实就是因为该进程收到了一个信号:SIGNT——终端中断的信号(2号信号);就是说,在键盘上按下ctrl+c时,会给当前终端前台执行的进程发送SIGINT信号;

3、改变型号的响应方式

（1）将默认改为自定义

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>
#include<string.h>
void sig_fun(int sig)
{
    printf("sig=%d\n",sig);
}
int main()
{
    signal(SIGINT,sig_fun);//这里不是调用，这里是作约定
    while(1)
    {
        printf("main run\n");
        sleep(1);
    }   
    exit(0);
}

 那我们该如何结束进程呢？

方法一（图上方法）：我们可以通过ctrl+\这个是终端退出的信号

方法二：打开另外一个终端,通过ps -eflgrep test[test是程序名，可替换]这个命令找到该进程的pid,然后kill掉它。（这也是我们在前面学习kill时掌握的方法）

（2）将默认改为忽略

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>
#include<string.h>
int main()
{
    signal(SIGINT,SIG_IGN);//这里不是调用，这里是作约定
    while(1)
    {   
        printf("main run\n");
        sleep(1);
    }   
    exit(0);
}

4、SIGCHLD信号

(1)子进程结束,父进程会收到内核发送的SIGCHLD信号(注意:内核发送)

大家还记得我们在学习fork复制进程中的父子进程时用到的代码吗？

小编把代码放到这里帮助大家回顾昂

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(){
    char *s=NULL;
    int n=0;
    pid_t id=fork();
    if(pid==-1){
        printf("fork err\n");
        exit(1);
    }
    if(id == 0){
        s="child";
        n=3;
    }//子进程
    else{
        s="parent";
        n=7;
    }//父进程
    int i=0;
    for(;i<n;i++){
        printf("s=%s\n",s);
        sleep(1);
    }
    exit(0);
}

在学习僵死进程时，小编说过父进程没有获取退出码是会产生僵死进程的；

在上面这段代码里，其实子进程结束了,已经给父进程发送了一个信号.只不过父进程忽略了；那么,我们修改一下代码,让父进程收到子进程的代码,打印一下收到的信号代号,不要忽略掉;

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

void sig_fun(int sig)
{
    printf("sig = %d\n",sig);
    printf("child over!\n");
}
int main()
{
    int n=0;
    char *s = NULL;
    pid_t pid=fork();
    if(pid == -1) 
    {   
        printf("fork err\n");
        exit(1);
    }   
    if(pid==0)
    {   
        n=3;
        s="child";
    }   
    else
    {   
        signal(SIGCHLD,sig_fun);//子进程结束，内核会默认给父进程发送信号
        n=7;
        s="parent";
    }
    for(int i =0;i<n;i++)
    {
        printf("s=%s\n",s);
        sleep(1);
    }
    exit(0);
}

        由执行结果可以看出，子进程结束，确实是会给父进程发送17号信号SIGCHLD；只不过遇到默认情况，父进程不会理会而已；所以，这个17号信号的默认方式就是忽略；
        再次强调一下,这个不是子进程发送的信号,是内核发送的信号;

大家还记得处理僵死进程的两种方法嘛

（1）父进程先结束（2）父进程调用wait()方法获取子进程的退出码

两个方法的本质是一样的，但是方法二会阻塞，就是父进程在等子进程结束，才会获取退出
码。结合信号,如何处理,让它不再阻塞呢?

父进程调用wait是配合信号使用的。让我们通过下面的代码观察一下吧！

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<wait.h>//注意，wait的头文件不要忘记

void sig_fun(int sig)
{
    printf("sig = %d\n",sig);
    printf("child over!\n");
    int val;
    wait(&val);
    //我们也可以简单写，就是不获取退出码，只要不变成僵死进程就可以
    //wait(NULL);
}
int main()
{
    int n=0;
    char *s = NULL;
    pid_t pid=fork();
    if(pid == -1) 
    {   
        printf("fork err\n");
        exit(1);
    }   
    if(pid==0)
    {   
        n=3;
        s="child";
    }
    else
    {
        signal(SIGCHLD,sig_fun);//子进程结束，内核会默认给父进程发送信号
        n=7;
        s="parent";
    }
    for(int i =0;i<n;i++)
    {
        printf("s=%s\n",s);
        sleep(1);
    }
    exit(0);
}

 

三、信号实例练习

1、收到SIGINT这个信号，第一次打印信号的代号，第二次按照默认形式把进程结束

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>
void sig_fun(int sig)
{
    printf("sig = %d\n",sig);
    signal(sig,SIG_DFL);
}
int main(){
    signal(SIGINT,sig_fun);//这里不是调用，这里是作约定
    while(1)
    {   
        printf("main run\n");
        sleep(1);
    }   
    exit(0);
}

 

2、自己实现kill命令

（1）系统调用kill与kill命令

kill也是一个命令，它底层就封装了我们的系统调用kill；

所以,man kill是1命令,man 2 kill才是系统调用;

man 2 kill得到原型:

int kill(pid_t pid,int sig);
就是向PID为pid的发送sig信号;
返回值为-1说明失败,0表示成功.

（2）回顾kill命令

        执行kill PID命令,这个就是系统调用,默认发送了15号信号。比如我们sleep 500，然后
打开另外一个终端kill掉它，这个kill就是默认发送了15号信号。

（3）实现kill命令

自己实现kill命令，需要PID，需要信号代号。就是我们也要写一个类似kill-9 PID 的命令；为什么需要信号代号呢?

9号信号是一个特殊的信号,它是不允许改变响应方式的。

比如暂停进程(ctrl+Z)，那么kill不掉，就需要9号信号强制结束。

写一个类似kill-9 PID的命令;(./mykill PID SIG)

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>

//./mykill pid 信号代号
int main(int argc,char *argv[])
{
    if(argc!=3){
        printf("argc error!\n");
        return -1; 
    }   

    int pid  = 0;
    int sig = 0;
    sscanf(argv[1],"%d",&pid);
    sscanf(argv[2],"%d",&sig);

    if(kill(pid,sig)==-1)
    {   
       perror("kill error!\n");//perror是打印出错信息，输出错误原因
    }   
    exit(0);
}

 

（4）15号信号和9号信号

        运行sleep 500这个进程，发现使用自己的mykill命令发送15号信号显示的是“已终止(Terminated)"，发现使用自己的mykill命令发送9号信号是“已杀死(killed)"，和系统的kill命令是一样的。

        那可能有小伙伴就会说kill命令没有传递信号代号，其实是一样的，也就是mykill传递两个参数即可，把信号代号也就是argv[2]定义成15，或者9即可。

        在这里小编想补充一下，其实19号信号也不能被忽略，它是暂停进程。

【小编有话说】

        本次内容就要结束啦，截止到这篇文章，小编其实已经带领大家自己写了两个命令了，分别是mycp和mykill，还有小伙伴记得嘛，mycp是在读写操作那里实现的。小编现在正在筹备一个关于LINUX项目的文章，大概可能会再过两篇Linux文章就会发布啦，到时后希望小伙伴们能够多多捧场呀！！！

        最后还是老三样，点赞收藏和关注~

        喜欢小编的文章就不要忘记这三样，点赞收藏加关注，找到小编不迷路~

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