信号机制（1）

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信号机制

信号用于处理异步事件，例如用户输入ctrl + c，调用kill杀死一个进程等

流程

生成信号

生成信号的方法有许多种：

  • 用户在终端输入，例如ctrl + c向前台进程发送SIGINT
  • 硬件异常，由内核产生信号，例如无效内存访问SIGSEGV
  • kill(1)命令与kill(2)函数，在权限允许情况下可以向其他进程发送任意信号
  • 某些软件条件达成

接收与处理信号

进程收到信号时，必须选择以下三个行为之一：

  • 忽略信号。例如通过signal函数注册忽略SIGINT：signal(SIGINT, SIG_IGN);
  • 捕获信号。需要通过signal函数注册，可自定义处理行为
  • 默认动作。不注册行为，则在收到信号时执行系统默认动作。查看系统默认行为，Linux：man 7 signal，FreeBSD：man signal

有两个不能忽略也不能捕获的信号：

  • SIGKILL：直接杀死进程，进程无法选择安全退出，不能继续运行
  • SIGSTOP：停止运行进程，收到SIGCONT后继续运行

signal函数

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// Linux
#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

// FreeBSD中的定义相同，不过属于库函数，而Linux中属于系统调用

这个复杂的定义，有两行：

  1. typedef定义了sighandler_t类型，它是：
    • 一个函数指针类型
    • 它指向的函数返回void，有一个参数int
  2. 下一行定义了signal函数：
    • 返回sighandler_t类型，它就是传入的第二个参数，或者SIG_ERR
    • 两个参数，int signum代表希望处理的信号，sighandler_t handler是自定义的信号处理函数，这个函数必须是返回void，参数int

示例

kill命令默认会发出SIGTERM信号，如果不注册处理函数，则系统默认行为是：

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15  SIGTERM  terminate process    software termination signal

一般情况下，用kill杀死进程的过程如下：

  1. kill向指定进程发出SIGTERM
  2. 进程接受到信号，寻找信号处理函数
  3. 执行系统默认行为，终止进程

如果捕获了SIGTERM，则可以在进程停止前进行保存工作，安全退出，甚至可以选择不退出，但这不符合SIGTERM的意义。

代码的含义是：进程在接受到两次SIGTERM后，才正常退出。

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

static int c = 2;
static void sigterm_handler(int signo) {
    printf("handle signal: %d\n", signo);
    c--;
}

int
main() {
    signal(SIGTERM, &sigterm_handler);
    while (c > 0)
        pause();
    printf("exit\n");
    exit(0);
}

让进程后台运行，通过kill发送两次SIGTERM，等待其正常退出

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$ ./a.out &
[1] 2587
$ kill 2587
$ handle signal: 15

$ kill 2587
handle signal: 15
exit
$