Linux进程通信 | 信号

一、什么是信号？

信号就像是一个突然的电话铃声，它会打断正在进行的程序并引起其注意。

在Linux系统中，信号是一种软件中断，它通常是异步发生的，可以用来通知进程某个事件已经发生。。每个信号都有一个唯一的编号，编号从1开始。进程可以通过注册信号处理函数来处理信号。

二、信号的分类

Linux系统中的信号有两类：标准信号和实时信号。

• 标准信号是传统Unix系统中的信号，编号范围从1到31。

• 实时信号是Linux独有的信号，编号范围从32到64。

三、信号的使用

1、注册信号处理函数

在C语言中，可以使用signal函数来注册信号处理函数。signal函数原型如下：

void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);

其中，signum参数表示要注册的信号编号，handler参数表示信号处理函数。signal函数会返回上一次注册的信号处理函数的地址。

下面是一个简单的例子，注册SIGINT信号的处理函数：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
 
void sigint_handler(int signo)
{
    printf("Received SIGINT signal!\n");
    exit(0);
}
 
int main()
{
    if (signal(SIGINT, sigint_handler) == SIG_ERR) {
        perror("signal");
        exit(1);
    }
 
    while (1) {
        printf("Hello World!\n");
        sleep(1);
    }
 
    return 0;
}

在上面的例子中，我们首先定义了一个名为sigint_handler的函数，用于处理SIGINT信号。

在main函数中，我们使用signal函数注册了SIGINT信号的处理函数。如果signal函数返回的值是SIG_ERR，表示注册信号处理函数失败。

在循环中，我们只是简单地输出Hello World！字符串，并使用sleep函数暂停1秒钟，以便观察信号处理过程。

• 编译并运行，打印如下

[wayne@wayne:~]./signal
Hello World!
Hello World!
Hello World!

2、发送信号

2.1 kill函数

在Linux系统中，可以使用kill函数向进程发送信号。kill函数原型如下：

int kill(pid_t pid, int sig);

其中，pid参数表示进程的PID号，sig参数表示要发送的信号编号。如果pid参数的值是0，表示将信号发送给与当前进程属于同一个进程组的所有进程。

下面是一个例子，向指定进程发送SIGINT信号：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
 
int main(int argc, char **argv)
{
    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <pid>\n", argv[0]);
    	exit(1);
	}

	pid_t pid = atoi(argv[1]);

	if (kill(pid, SIGINT) == -1) {
   		perror("kill");
    	exit(1);
	}

	return 0;
}

在上面的例子中，我们首先检查命令行参数，如果参数不足，就打印使用说明并退出程序。

然后我们将命令行参数转换为进程PID号，并使用kill函数向该进程发送SIGINT信号。如果kill函数返回-1，表示发送信号失败。

• 编译并运行，打印如下

[wayne@wayne:~] ps aux | grep signal
wayne     5902  0.0  0.0   2028   280 pts/25   S+   19:04   0:00 ./signal
wayne     5904  0.0  0.0   6108   852 pts/24   S+   19:04   0:00 grep --color=auto signal

[wayne@wayne:~] ./killsignal 5902


// 此时上面运行的signal进程会收到信号，打印如下信息
Received SIGINT signal!

2.2 kill命令

我们也可以在shell中，用kill命令向进程发送信号，kill命令的语法如下：

kill [options] <pid>

其中，pid表示要发送信号的进程PID号。options是一些可选参数，例如，可以使用-9参数发送SIGKILL信号。

我们可以打开一个新的终端窗口，使用ps命令查看本文介绍的示例程序的PID号，然后使用kill命令向该进程发送SIGINT信号，示例如下：

$ ps aux | grep signal
wayne     5902  0.0  0.0   2028   280 pts/25   S+   19:04   0:00 ./signal
wayne     5904  0.0  0.0   6108   852 pts/24   S+   19:04   0:00 grep --color=auto signal

$ kill -2 5902

这里我们使用ps命令查找名为signal的进程的PID号为5902，然后使用kill命令向该进程发送SIGINT信号（信号编号为2）。在执行kill命令之后，我们可以看到示例程序输出了"Received SIGINT signal"这一行信息，说明信号处理函数已经被正确调用了。

四、常用信号

Linux系统中常用的信号有很多，下面列出一些常用的信号及其含义：

信号编号	信号名称	含义
1	SIGHUP	终端挂起或者控制进程结束
2	SIGINT	中断信号，通常是CTRL-C
3	SIGQUIT	终止信号，通常是CTRL-\
9	SIGKILL	强制终止进程
11	SIGSEGV	段错误
15	SIGTERM	终止信号，通常是kill命令发送的信号
18	SIGCONT	继续执行被暂停的进程
19	SIGSTOP	暂停进程
20	SIGTSTP	终端挂起或者CTRL-Z

五、小结

总的来说，Linux 信号是一种用于通知进程发生某个事件或错误的机制，可以用于处理异常情况、进程间通信等多种场景。

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