信號(signal)是Linux進程間通信的一種機制理朋,全稱為軟中斷信號拉岁,也被稱為軟中斷航揉。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(例如管道邑飒、共享內(nèi)存等)相比循签,信號所能傳遞的信息比較粗糙,只是一個整數(shù)疙咸。但正是由于傳遞的信息量少县匠,信號也便于管理和使用,可以用于系統(tǒng)管理相關(guān)的任務撒轮,例如通知進程終結(jié)乞旦、中止或者恢復等。
每種信號用一個整型常量宏表示题山,以SIG開頭兰粉,比如SIGCHLD、SIGINT等顶瞳,它們在系統(tǒng)頭文件中定義玖姑。
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)生慨菱,比如出現(xiàn)硬件錯誤焰络、內(nèi)存讀取錯誤,分母為0的除法等符喝,內(nèi)核需要通知相應進程闪彼。
也可以由其他進程產(chǎn)生并發(fā)送給內(nèi)核,再由內(nèi)核傳遞給目標進程洲劣。
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备蚓。
當內(nèi)核需要將信號傳遞給某個進程時课蔬,就在該進程對應的表中寫入信號囱稽,這樣就生成了信號。
當該進程由用戶態(tài)陷入內(nèi)核態(tài)二跋,再次切換到用戶態(tài)之前战惊,會查看表中的信號。如果有信號扎即,進程就會首先執(zhí)行信號對應的操作吞获,此時叫做執(zhí)行信號况凉。
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)各拷。
我們可以編寫代碼刁绒,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)烤黍,直到進程取消阻塞(unblock)或者忽略信號知市。
下表列出了一些常見信號:
信號名稱數(shù)字表示說明
SIGHUP 1 終端掛起或控制進程終止。當用戶退出Shell時速蕊,由該進程啟動的所有進程都會收到這個信號嫂丙,默認動作為終止進程。
SIGINT 2 鍵盤中斷规哲。當用戶按下組合鍵時跟啤,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唉锌。
SIGQUIT 3 鍵盤退出鍵被按下隅肥。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)出此信號袄简。默認動作為退出程序武福。
SIGFPE 8 發(fā)生致命的運算錯誤時發(fā)出。不僅包括浮點運算錯誤痘番,還包括溢出及除數(shù)為0等所有的算法錯誤捉片。默認動作為終止進程并產(chǎn)生core文件。
SIGKILL 9 無條件終止進程汞舱。進程接收到該信號會立即終止伍纫,不進行清理和暫存工作。該信號不能被忽略昂芜、處理和阻塞莹规,它向系統(tǒng)管理員提供了可以殺死任何進程的方法。
SIGALRM 14 定時器超時泌神,默認動作為終止進程良漱。
SIGTERM 15 程序結(jié)束信號,可以由?kill 命令產(chǎn)生欢际。與SIGKILL不同的是母市,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损趋。
通過 kill -l 命令可以查看系統(tǒng)支持的所有信號:
$ kill -l
1) SIGHUP? ? ? 2) SIGINT? ? ? 3) SIGQUIT? ? ? 4) SIGILL
5) SIGTRAP? ? ? 6) SIGABRT? ? ? 7) SIGBUS? ? ? 8) SIGFPE
9) SIGKILL? ? 10) SIGUSR1? ? 11) SIGSEGV? ? 12) SIGUSR2
13) SIGPIPE? ? 14) SIGALRM? ? 15) SIGTERM? ? 16) SIGSTKFLT
17) SIGCHLD? ? 18) SIGCONT? ? 19) SIGSTOP? ? 20) SIGTSTP
21) SIGTTIN? ? 22) SIGTTOU? ? 23) SIGURG? ? ? 24) SIGXCPU
25) SIGXFSZ? ? 26) SIGVTALRM? 27) SIGPROF? ? 28) SIGWINCH
29) SIGIO? ? ? 30) SIGPWR? ? ? 31) SIGSYS? ? ? 34) SIGRTMIN
35) SIGRTMIN+1? 36) SIGRTMIN+2? 37) SIGRTMIN+3? 38) SIGRTMIN+4
39) SIGRTMIN+5? 40) SIGRTMIN+6? 41) SIGRTMIN+7? 42) SIGRTMIN+8
43) SIGRTMIN+9? 44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12
47) SIGRTMIN+13 48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14
51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12 53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10
55) SIGRTMAX-9? 56) SIGRTMAX-8? 57) SIGRTMAX-7? 58) SIGRTMAX-6
59) SIGRTMAX-5? 60) SIGRTMAX-4? 61) SIGRTMAX-3? 62) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-1? 64) SIGRTMAX
上面僅是一個演示患久,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蒋失。常見的默認動作有終止進程返帕、退出程序、忽略信號篙挽、重啟暫停的進程等荆萤,上表中也對部分默認動作進行了說明。
有多種方式可以向程序或腳本發(fā)送信號铣卡,例如按下組合鍵會發(fā)送SIGINT信號观腊,終止當前進程。
還可以通過 kill 命令發(fā)送信號算行,語法為:
$ kill -signal pid
signal為要發(fā)送的信號梧油,可以是信號名稱或數(shù)字;pid為接收信號的進程ID州邢。例如:
$ kill -1 1001
將SIGHUP信號發(fā)送給進程ID為1001的程序儡陨,程序會終止執(zhí)行。
又如量淌,強制殺死ID為1001的進程:
$ kill -9 1001
通常情況下骗村,直接終止進程并不是我們所希望的。例如呀枢,按下胚股,進程被立即終止,不會清理創(chuàng)建的臨時文件裙秋,帶來系統(tǒng)垃圾琅拌,也不會保存正在進行的工作,導致需要重做摘刑。
可以通過編程來捕獲這些信號进宝,當終止信號出現(xiàn)時,可以先進行清場和保存處理枷恕,再退出程序党晋。
用戶程序可以通過C/C++等代碼捕獲信號,這將在Linux C編程中進行講解徐块,這里僅介紹如果通過Linux命令捕獲信號未玻。
通過 trap 命令就可以捕獲信號,語法為:
$ trap commands signals
commands為Linux系統(tǒng)命令或用戶自定義命令胡控;signals為要捕獲的信號扳剿,可以為信號名稱或數(shù)字。
捕獲到信號后铜犬,可以有三種處理:
執(zhí)行一段腳本來做一些處理工作舞终,例如清理臨時文件轻庆;
接受(恢復)信號的默認操作癣猾;
忽略當前信號敛劝。
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/work1$$ $WORKDIR/dataout$$; exit" 2
當用戶按下后纷宇,腳本先清理臨時文件?work1
和dataout
再退出夸盟。
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)行而不是退出像捶。
修改上面的腳本上陕,使接收到?SIGHUP 時進行同樣的操作:
$ trap "rm $WORKDIR/work1$$ $WORKDIR/dataout$$; exit" 1 2
幾點注意:
如果執(zhí)行多個命令,需要將命令用引號包圍拓春;
只有腳本執(zhí)行到 trap 命令時才會捕獲信號释簿;
再次接收到信號時還會執(zhí)行同樣的操作。
上面的腳本硼莽,執(zhí)行到 trap 命令時就會替換?WORKDIR 和 $$ 的值庶溶。如果希望接收到 SIGHUP 或 SIGINT 信號時再替換其值,那么可以將命令放在單引號內(nèi)懂鸵,例如:
$ trap 'rm $WORKDIR/work1$$ $WORKDIR/dataout$$; exit' 1 2
如果 trap 命令的 commands 為空偏螺,將會忽略接收到的信號,即不做任何處理匆光,也不執(zhí)行默認動作套像。例如:
$ trap '' 2
也可以同時忽略多個信號:
$ trap '' 1 2 3 15
注意:必須被引號包圍,不能寫成下面的形式:
$ trap? 2
如果希望改變信號的默認動作后再次恢復默認動作终息,那么省略 trap 命令的 commands 即可夺巩,例如:
$ trap 1 2
將恢復SIGHUP 和 SIGINT 信號的默認動作。