Linux 信号总结以及常见信号使用

【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<OSTOP) */
#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 */

信号量值	名称	发送方式	说明
(2)	SIGINT	ctrl +c	终止信号
(3)	SIGQUIT	ctrl  + \	暂停信号，放入后台
(4)	SIGILL		非法指令
（5）	SIGTRAP	abort(3)	进程异常终止
(7)	SIGBUS		（虚实关系建立）       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      联系    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
(9)	SIGKILL	kill - 9 pid	杀死进程
(11)	SIGSEGV		段错误
（13）	SIGPIPE		管道破裂
（14）	SIGALRM		闹钟
（15）	SIGTERM		缺省终止某个进程，终止掉
（17）	SIGSTOP		子进程死的时候会给父进程发送这个信号
（19）	SIGCONT		进程暂停
（23）	SIGURG		紧急数据
（29）	SIGINFO		异步 IO

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 
#include 
#include 
#include 

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 
#include 
#include 
#include 

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
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