Linux（十二）信号

今天我们就要来一起学习信号啦！！！还记得小编在之前的文章中说过的ctrl+c吗？之前小编没有详细介绍过，现在我们就要来学习啦！！！

一、信号的基本介绍

首先，小编带领大家先一起学习一下什么是信号吧。

信号是系统响应某个条件而产生的事件，进程接收到信号会执行相应的操作；

大家要注意，我们在使用信号时，是需要添加头文件的。与信号有关的系统调用在<signal.h>头文件中。

1、信号的存储位置

旧版

vim /usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/signum.h

新版(23版)

vim /usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/signum-arch.h

vim /usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/signum-generic.h

2、常见信号对应的功能

SIGBORT *进程异常终止

SIGALRM 超时警告

SIGFPE *浮点运算异常

SIGHUP 连接挂断

SIGILL *非法指令

SIGINT 终端中断

SIGKILL 终止进程(此信号不能被捕获或忽略)

SIGPIPE 向无读进程的管道写数据

SIGQUIT 终端退出

SIGSEGV *无效内存段访问

SIGTERM 终止

SIGUSR1 用户定义信号1

SIGUSR2 用户定义信号2

（在这里，重点的信号用了加粗提醒大家一定要记住，在这篇文章里，小编还不会向大家介绍SIGPIPE，在后面小编介绍管道时，会结合前边的内容和新的内容全面介绍管道）

3、信号的值

信号名称信号代号

#define SIGHUP 1

#define SIGINT 2 //键盘按下 Ctrl+c 时,会产生终端中断信号

#define SIGQUIT 3 //键盘按下 Ctrl+\时,会产生终端退出信号

#define SIGILL 4

#define SIGTRAP 5

#define SIGABRT 6

#define SIGIOT 6

#define SIGBUS 7

#define SIGFPE 8

#define SIGKILL 9 //该信号的响应方式不允许改变

#define SIGUSR1 10

#define SIGSEGV 11

#define SIGUSR2 12

#define SIGPIPE 13 //读端关闭的描述符,写端写入时产生,该信号会终止程序(向无读进程的管道写数据)

#define SIGALRM 14

#define SIGTERM 15 //系统 kill 命令默认发送的信号

#define SIGSTKFLT 16

#define SIGCHLD 17 //子进程结束后,内核会默认给父进程发送该信号

#define SIGCONT 18

#define SIGSTOP 19

#define SIGSTP 20

#define SIGTTIN 21

#define SIGTTOU 22

#define SIGURG 23

（通过这个，小编是想告诉大家，这些信号其实对应的就是数字）

二、信号的响应方式

信号有三种响应方式：默认、忽略、自定义；

1、信号处理函数

在Linux系统中，我们想要了解一个新的知识必不可少的就是帮助手册啦！！！大家还记得怎么使用吗？

答案就是：man signal

2、三种响应方式

（1）默认

如果signal函数的参数为 SIG_DFL，则系统将使用默认的信号处理动作。

大家可以输入命令“man 7 signal”查看默认处理方式，当然啦，小编也会为大家展示出来。

在上图，小编只截取了刚刚加粗的几个信号，想看完整的小伙伴可以自己输入命令“man 7 signal”，往下翻就能看到啦。

（2）忽略

如果signal函数的参数为 SIG_IGN，则系统将忽略该信号。

（3）自定义

信号自定义处理，其实是对信号进行捕捉，然后让信号执行自定义的方法。

下面，小编向大家演示一下默认的处理方式（也就是收到信号后，进程按照信号默认的方式去处理）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>
int main()
{while(1){printf("main run\n");sleep(1);}   exit(0);
}

在上述代码中，小编写了一个while(1)的循环，会一直执行，当我们键盘按下ctrl+c时,其实就是因为该进程收到了一个信号:SIGNT——终端中断的信号(2号信号);就是说,在键盘上按下ctrl+c时,会给当前终端前台执行的进程发送SIGINT信号;

3、改变型号的响应方式

（1）将默认改为自定义

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>
#include<string.h>
void sig_fun(int sig)
{printf("sig=%d\n",sig);
}
int main()
{signal(SIGINT,sig_fun);//这里不是调用，这里是作约定while(1){printf("main run\n");sleep(1);}   exit(0);
}

那我们该如何结束进程呢？

方法一（图上方法）：我们可以通过ctrl+\这个是终端退出的信号

方法二：打开另外一个终端,通过ps -eflgrep test[test是程序名，可替换]这个命令找到该进程的pid,然后kill掉它。（这也是我们在前面学习kill时掌握的方法）

（2）将默认改为忽略

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>
#include<string.h>
int main()
{signal(SIGINT,SIG_IGN);//这里不是调用，这里是作约定while(1){   printf("main run\n");sleep(1);}   exit(0);
}

4、SIGCHLD信号

(1)子进程结束,父进程会收到内核发送的SIGCHLD信号(注意:内核发送)

大家还记得我们在学习fork复制进程中的父子进程时用到的代码吗？

小编把代码放到这里帮助大家回顾昂

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>int main(){char *s=NULL;int n=0;pid_t id=fork();if(pid==-1){printf("fork err\n");exit(1);}if(id == 0){s="child";n=3;}//子进程else{s="parent";n=7;}//父进程int i=0;for(;i<n;i++){printf("s=%s\n",s);sleep(1);}exit(0);
}

在学习僵死进程时，小编说过父进程没有获取退出码是会产生僵死进程的；

在上面这段代码里，其实子进程结束了,已经给父进程发送了一个信号.只不过父进程忽略了；那么,我们修改一下代码,让父进程收到子进程的代码,打印一下收到的信号代号,不要忽略掉;

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>void sig_fun(int sig)
{printf("sig = %d\n",sig);printf("child over!\n");
}
int main()
{int n=0;char *s = NULL;pid_t pid=fork();if(pid == -1) {   printf("fork err\n");exit(1);}   if(pid==0){   n=3;s="child";}   else{   signal(SIGCHLD,sig_fun);//子进程结束，内核会默认给父进程发送信号n=7;s="parent";}for(int i =0;i<n;i++){printf("s=%s\n",s);sleep(1);}exit(0);
}

由执行结果可以看出，子进程结束，确实是会给父进程发送17号信号SIGCHLD；只不过遇到默认情况，父进程不会理会而已；所以，这个17号信号的默认方式就是忽略；
再次强调一下,这个不是子进程发送的信号,是内核发送的信号;

大家还记得处理僵死进程的两种方法嘛

（1）父进程先结束（2）父进程调用wait()方法获取子进程的退出码

两个方法的本质是一样的，但是方法二会阻塞，就是父进程在等子进程结束，才会获取退出
码。结合信号,如何处理,让它不再阻塞呢?

父进程调用wait是配合信号使用的。让我们通过下面的代码观察一下吧！

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<wait.h>//注意，wait的头文件不要忘记void sig_fun(int sig)
{printf("sig = %d\n",sig);printf("child over!\n");int val;wait(&val);//我们也可以简单写，就是不获取退出码，只要不变成僵死进程就可以//wait(NULL);
}
int main()
{int n=0;char *s = NULL;pid_t pid=fork();if(pid == -1) {   printf("fork err\n");exit(1);}   if(pid==0){   n=3;s="child";}else{signal(SIGCHLD,sig_fun);//子进程结束，内核会默认给父进程发送信号n=7;s="parent";}for(int i =0;i<n;i++){printf("s=%s\n",s);sleep(1);}exit(0);
}

三、信号实例练习

1、收到SIGINT这个信号，第一次打印信号的代号，第二次按照默认形式把进程结束

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>
void sig_fun(int sig)
{printf("sig = %d\n",sig);signal(sig,SIG_DFL);
}
int main(){signal(SIGINT,sig_fun);//这里不是调用，这里是作约定while(1){   printf("main run\n");sleep(1);}   exit(0);
}

2、自己实现kill命令

（1）系统调用kill与kill命令

kill也是一个命令，它底层就封装了我们的系统调用kill；

所以,man kill是1命令,man 2 kill才是系统调用;

man 2 kill得到原型:

int kill(pid_t pid,int sig);
就是向PID为pid的发送sig信号;
返回值为-1说明失败,0表示成功.

（2）回顾kill命令

执行kill PID命令,这个就是系统调用,默认发送了15号信号。比如我们sleep 500，然后
打开另外一个终端kill掉它，这个kill就是默认发送了15号信号。

（3）实现kill命令

自己实现kill命令，需要PID，需要信号代号。就是我们也要写一个类似kill-9 PID 的命令；为什么需要信号代号呢?

9号信号是一个特殊的信号,它是不允许改变响应方式的。

比如暂停进程(ctrl+Z)，那么kill不掉，就需要9号信号强制结束。

写一个类似kill-9 PID的命令;(./mykill PID SIG)

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>//./mykill pid 信号代号
int main(int argc,char *argv[])
{if(argc!=3){printf("argc error!\n");return -1; }   int pid  = 0;int sig = 0;sscanf(argv[1],"%d",&pid);sscanf(argv[2],"%d",&sig);if(kill(pid,sig)==-1){   perror("kill error!\n");//perror是打印出错信息，输出错误原因}   exit(0);
}