Linux信号机制

Linux信号机制是操作系统内核中用于进程间通信和异常处理的一种机制。它允许一个进程向另一个进程发送消息，这些消息可以是关于特定事件的通知，或者是请求执行特定操作的命令。在Linux系统中，信号机制是基于POSIX标准的，因此在不同的Unix-like系统中具有良好的兼容性。 信号在Linux中的主要功能包括： 1. 异常处理：当进程遇到错误或异常情况时，如除以零、非法指令等，系统会自动发送相应的信号给进程，如SIGFPE（浮点异常）和SIGSEGV（段错误）。 2. 通知进程：进程可以通过发送信号来告知其他进程发生了某些事件，比如SIGCHLD（子进程结束）和SIGUSR1/USR2（用户自定义信号）。 3. 进程控制：信号可以用于终止、暂停或继续进程。例如，SIGKILL和SIGTERM用于无条件和有条件地结束进程，SIGSTOP和SIGCONT用于暂停和恢复进程。 4. 时间超时和资源限制：系统定时器可以触发信号，如SIGALRM（定时器到期），而资源使用超限也会发送信号，如SIGXCPU（CPU时间限制）和SIGXFSZ（文件大小限制）。 信号的种类： - SIGHUP（挂断）：通常用于通知进程其控制终端已关闭。 - SIGINT（中断）：用户按下Ctrl+C，进程接收到后通常会退出。 - SIGQUIT（退出并打印堆栈跟踪）：用户按下Ctrl+\，类似于SIGINT，但会生成核心转储文件。 - SIGKILL（强制结束）：无法被捕获、忽略或重定向，立即结束进程。 - SIGTERM（请求结束）：可被进程捕获和忽略，通常用于优雅地结束进程。 - SIGSTOP（停止）和SIGCONT（继续）：不能被捕获、忽略或重定向，分别用于暂停和恢复进程。 - SIGCHLD（子进程状态改变）：父进程通过此信号得知子进程的状态变化，如退出或停止。 - SIGSEGV（无效的内存访问）：通常由于非法内存访问导致。 - SIGFPE（浮点运算异常）：如除以零、溢出等。 - SIGALRM（定时器到期）：由alarm()函数设置的定时器触发。 处理信号的方式： - 忽略信号：使用signal()或sigaction()函数，设置信号处理函数为SIG_IGN。 - 捕获信号：设置信号处理函数，执行特定的操作。 - 默认行为：不设置处理函数，进程将按照默认方式响应信号，如终止或忽略。 信号传递： - 发送信号：kill()和raise()函数用于进程间发送信号，kill(-1)会发送信号给所有进程。 - 信号掩码：每个进程都有一个信号掩码，用于暂时阻止某些信号的接收，使用sigprocmask()函数进行管理。 在实际编程中，了解和正确使用Linux信号机制对于编写健壮、可维护的多进程程序至关重要。开发者需要考虑到信号的安全性、顺序问题以及可能的竞态条件。通过合理的信号处理策略，可以实现更高效、可控的进程交互。