Linux信号signal用法详解及注意事项

信号是软件中断，是一种异步通信方式，处理异步的事件。例如我们在终端中运行程序，通过按下键盘“Ctrl+c”,可以发出一个SIGINT中断信号去停止程序运行。
信号的处理有3种方法：
1.  忽略该信号，大多数信号都可以如此处理。但是SIGKILL和SIGSTOP除外，决不能被忽略。
2.  捕获信号，用户自定义一个信号处理函数，当信号发生时，就会触发调用该自定义信号函数。信号SIGKILL和SIGSTOP不能被捕获。
3.  系统默认动作， 大多数信号的默认动作是终止该进程。有些信号会“终止+core”，会dump出该进程的内存映像，保存在文件中。

使用函数signal去设置信号处理函数，代码如下：            

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <sys/types.h>
4. #include <sys/wait.h>
5. #include <signal.h>
7. static void signal_usr(int);
9. int main(void)
10. {
11. if(SIG_ERR==signal(SIGUSR1,signal_usr))
12.         printf("cant catch SIGUSR1");
13. if(SIG_ERR==signal(SIGUSR2,signal_usr))
14.         printf("cant catch SIGUSR2");
15. for(;;)
16.     pause();
17. }
19. static void signal_usr(int signo)
20. {
21. if(SIGUSR1==signo)
22.         printf("received SIGUSR1\n");
23. else if(SIGUSR2==signo)
24.        printf("received SIGUSR2\n");
25. else
26.         printf("received signal %d\n",signo);
27. }

复制代码

运行：
$ ./a.out &                                              后台运行
[1] 9016                                                 进程号
$ kill -USR2 9016                                    通过kill(1) 向该进程发送SIGUSR2信号
$ received SIGUSR2                                 显示捕获该信号

$ kill -USR1 9016                                    通过kill(1) 向该进程发送SIGUSR1信号
$ received SIGUSR1                                 显示捕获该信号

$ kill -9 9016                                            通过kill(1) 向该进程发送SIGKILL信号,也可以用9表示。
$
[1]+  Killed                  ./a.out                   该进程被终止
$

以下内容搜集自网络

我们运行如下命令，可看到Linux支持的信号列表：

~$ kill -l
1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL
5) SIGTRAP 6) SIGABRT 7) SIGBUS 8) SIGFPE
9) SIGKILL 10) SIGUSR1 11) SIGSEGV 12) SIGUSR2
13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM 17) SIGCHLD
18) SIGCONT 19) SIGSTOP 20) SIGTSTP 21) SIGTTIN
22) SIGTTOU 23) SIGURG 24) SIGXCPU 25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM 27) SIGPROF 28) SIGWINCH 29) SIGIO
30) SIGPWR 31) SIGSYS 34) SIGRTMIN 35) SIGRTMIN+1
36) SIGRTMIN+2 37) SIGRTMIN+3 38) SIGRTMIN+4 39) SIGRTMIN+5
40) SIGRTMIN+6 41) SIGRTMIN+7 42) SIGRTMIN+8 43) SIGRTMIN+9
44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12 47) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13
52) SIGRTMAX-12 53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9
56) SIGRTMAX-8 57) SIGRTMAX-7 58) SIGRTMAX-6 59) SIGRTMAX-5
60) SIGRTMAX-4 61) SIGRTMAX-3 62) SIGRTMAX-2 63) SIGRTMAX-1
64) SIGRTMAX

列表中，编号为1 ~ 31的信号为传统UNIX支持的信号，是不可靠信号(非实时的)，编号为32 ~ 63的信号是后来扩充的，称做可靠信号(实时信号)。不可靠信号和可靠信号的区别在于前者不支持排队，可能会造成信号丢失，而后者不会。

下面我们对编号小于SIGRTMIN的信号进行讨论。

1) SIGHUP
本信号在用户终端连接(正常或非正常)结束时发出, 通常是在终端的控制进程结束时, 通知同一session内的各个作业, 这时它们与控制终端不再关联。

登录Linux时，系统会分配给登录用户一个终端(Session)。在这个终端运行的所有程序，包括前台进程组和后台进程组，一般都属于这个 Session。当用户退出Linux登录时，前台进程组和后台有对终端输出的进程将会收到SIGHUP信号。这个信号的默认操作为终止进程，因此前台进 程组和后台有终端输出的进程就会中止。不过可以捕获这个信号，比如wget能捕获SIGHUP信号，并忽略它，这样就算退出了Linux登录，wget也 能继续下载。

此外，对于与终端脱离关系的守护进程，这个信号用于通知它重新读取配置文件。

2) SIGINT
程序终止(interrupt)信号, 在用户键入INTR字符(通常是Ctrl-C)时发出，用于通知前台进程组终止进程。

3) SIGQUIT
和SIGINT类似, 但由QUIT字符(通常是Ctrl-\)来控制. 进程在因收到SIGQUIT退出时会产生core文件, 在这个意义上类似于一个程序错误信号。

4) SIGILL
执行了非法指令. 通常是因为可执行文件本身出现错误, 或者试图执行数据段. 堆栈溢出时也有可能产生这个信号。

5) SIGTRAP
由断点指令或其它trap指令产生. 由debugger使用。

6) SIGABRT
调用abort函数生成的信号。

7) SIGBUS
非法地址, 包括内存地址对齐(alignment)出错。比如访问一个四个字长的整数, 但其地址不是4的倍数。它与SIGSEGV的区别在于后者是由于对合法存储地址的非法访问触发的(如访问不属于自己存储空间或只读存储空间)。

8) SIGFPE
在发生致命的算术运算错误时发出. 不仅包括浮点运算错误, 还包括溢出及除数为0等其它所有的算术的错误。

9) SIGKILL
用来立即结束程序的运行. 本信号不能被阻塞、处理和忽略。如果管理员发现某个进程终止不了，可尝试发送这个信号。

10) SIGUSR1
留给用户使用

11) SIGSEGV
试图访问未分配给自己的内存, 或试图往没有写权限的内存地址写数据.

12) SIGUSR2
留给用户使用

13) SIGPIPE
管道破裂。这个信号通常在进程间通信产生，比如采用FIFO(管道)通信的两个进程，读管道没打开或者意外终止就往管道写，写进程会收到SIGPIPE信号。此外用Socket通信的两个进程，写进程在写Socket的时候，读进程已经终止。

14) SIGALRM
时钟定时信号, 计算的是实际的时间或时钟时间. alarm函数使用该信号.

15) SIGTERM
程序结束(terminate)信号, 与SIGKILL不同的是该信号可以被阻塞和处理。通常用来要求程序自己正常退出，shell命令kill缺省产生这个信号。如果进程终止不了，我们才会尝试SIGKILL。

17) SIGCHLD
子进程结束时, 父进程会收到这个信号。

如果父进程没有处理这个信号，也没有等待(wait)子进程，子进程虽然终止，但是还会在内核进程表中占有表项，这时的子进程称为僵尸进程。这种情 况我们应该避免(父进程或者忽略SIGCHILD信号，或者捕捉它，或者wait它派生的子进程，或者父进程先终止，这时子进程的终止自动由init进程 来接管)。

18) SIGCONT
让一个停止(stopped)的进程继续执行. 本信号不能被阻塞. 可以用一个handler来让程序在由stopped状态变为继续执行时完成特定的工作. 例如, 重新显示提示符

19) SIGSTOP
停止(stopped)进程的执行. 注意它和terminate以及interrupt的区别:该进程还未结束, 只是暂停执行. 本信号不能被阻塞, 处理或忽略.

20) SIGTSTP
停止进程的运行, 但该信号可以被处理和忽略. 用户键入SUSP字符时(通常是Ctrl-Z)发出这个信号

21) SIGTTIN
当后台作业要从用户终端读数据时, 该作业中的所有进程会收到SIGTTIN信号. 缺省时这些进程会停止执行.

22) SIGTTOU
类似于SIGTTIN, 但在写终端(或修改终端模式)时收到.

23) SIGURG
有”紧急”数据或out-of-band数据到达socket时产生.

24) SIGXCPU
超过CPU时间资源限制. 这个限制可以由getrlimit/setrlimit来读取/改变。

25) SIGXFSZ
当进程企图扩大文件以至于超过文件大小资源限制。

26) SIGVTALRM
虚拟时钟信号. 类似于SIGALRM, 但是计算的是该进程占用的CPU时间.

27) SIGPROF
类似于SIGALRM/SIGVTALRM, 但包括该进程用的CPU时间以及系统调用的时间.

28) SIGWINCH
窗口大小改变时发出.

29) SIGIO
文件描述符准备就绪, 可以开始进行输入/输出操作.

30) SIGPWR
Power failure

31) SIGSYS
非法的系统调用。

在以上列出的信号中，程序不可捕获、阻塞或忽略的信号有：SIGKILL,SIGSTOP
不能恢复至默认动作的信号有：SIGILL,SIGTRAP
默认会导致进程流产的信号有：SIGABRT,SIGBUS,SIGFPE,SIGILL,SIGIOT,SIGQUIT,SIGSEGV,SIGTRAP,SIGXCPU,SIGXFSZ
默认会导致进程退出的信号有：SIGALRM,SIGHUP,SIGINT,SIGKILL,SIGPIPE,SIGPOLL,SIGPROF,SIGSYS,SIGTERM,SIGUSR1,SIGUSR2,SIGVTALRM
默认会导致进程停止的信号有：SIGSTOP,SIGTSTP,SIGTTIN,SIGTTOU
默认进程忽略的信号有：SIGCHLD,SIGPWR,SIGURG,SIGWINCH

此外，SIGIO在SVR4是退出，在4.3BSD中是忽略；SIGCONT在进程挂起时是继续，否则是忽略，不能被阻塞。

以下是其它网友的补充：

SIGHUP     终止进程     终端线路挂断
SIGINT     终止进程     中断进程
SIGQUIT   建立CORE文件终止进程，并且生成core文件
SIGILL   建立CORE文件       非法指令
SIGTRAP   建立CORE文件       跟踪自陷
SIGBUS   建立CORE文件       总线错误
SIGSEGV   建立CORE文件       段非法错误
SIGFPE   建立CORE文件       浮点异常
SIGIOT   建立CORE文件       执行I/O自陷
SIGKILL   终止进程     杀死进程
SIGPIPE   终止进程     向一个没有读进程的管道写数据
SIGALARM   终止进程     计时器到时
SIGTERM   终止进程     软件终止信号
SIGSTOP   停止进程     非终端来的停止信号
SIGTSTP   停止进程     终端来的停止信号
SIGCONT   忽略信号     继续执行一个停止的进程
SIGURG   忽略信号     I/O紧急信号
SIGIO     忽略信号     描述符上可以进行I/O
SIGCHLD   忽略信号     当子进程停止或退出时通知父进程
SIGTTOU   停止进程     后台进程写终端
SIGTTIN   停止进程     后台进程读终端
SIGXGPU   终止进程     CPU时限超时
SIGXFSZ   终止进程     文件长度过长
SIGWINCH   忽略信号     窗口大小发生变化
SIGPROF   终止进程     统计分布图用计时器到时
SIGUSR1   终止进程     用户定义信号1
SIGUSR2   终止进程     用户定义信号2
SIGVTALRM 终止进程     虚拟计时器到时

1) SIGHUP 本信号在用户终端连接(正常或非正常)结束时发出, 通常是在终端的控 
制进程结束时, 通知同一session内的各个作业, 这时它们与控制终端 
不再关联. 
2) SIGINT 程序终止(interrupt)信号, 在用户键入INTR字符(通常是Ctrl-C)时发出 
3) SIGQUIT 和SIGINT类似, 但由QUIT字符(通常是Ctrl-)来控制. 进程在因收到 
SIGQUIT退出时会产生core文件, 在这个意义上类似于一个程序错误信 
号. 
4) SIGILL 执行了非法指令. 通常是因为可执行文件本身出现错误, 或者试图执行 
数据段. 堆栈溢出时也有可能产生这个信号. 
5) SIGTRAP 由断点指令或其它trap指令产生. 由debugger使用. 
6) SIGABRT 程序自己发现错误并调用abort时产生. 
6) SIGIOT 在PDP-11上由iot指令产生, 在其它机器上和SIGABRT一样. 
7) SIGBUS 非法地址, 包括内存地址对齐(alignment)出错. eg: 访问一个四个字长 
的整数, 但其地址不是4的倍数. 
8) SIGFPE 在发生致命的算术运算错误时发出. 不仅包括浮点运算错误, 还包括溢 
出及除数为0等其它所有的算术的错误. 
9) SIGKILL 用来立即结束程序的运行. 本信号不能被阻塞, 处理和忽略. 
10) SIGUSR1 留给用户使用 
11) SIGSEGV 试图访问未分配给自己的内存, 或试图往没有写权限的内存地址写数据. 
12) SIGUSR2 留给用户使用 
13) SIGPIPE Broken pipe 
14) SIGALRM 时钟定时信号, 计算的是实际的时间或时钟时间. alarm函数使用该 
信号. 
15) SIGTERM 程序结束(terminate)信号, 与SIGKILL不同的是该信号可以被阻塞和 
处理. 通常用来要求程序自己正常退出. shell命令kill缺省产生这 
个信号. 
17) SIGCHLD 子进程结束时, 父进程会收到这个信号. 
18) SIGCONT 让一个停止(stopped)的进程继续执行. 本信号不能被阻塞. 可以用 
一个handler来让程序在由stopped状态变为继续执行时完成特定的 
工作. 例如, 重新显示提示符 
19) SIGSTOP 停止(stopped)进程的执行. 注意它和terminate以及interrupt的区别: 
该进程还未结束, 只是暂停执行. 本信号不能被阻塞, 处理或忽略. 
20) SIGTSTP 停止进程的运行, 但该信号可以被处理和忽略. 用户键入SUSP字符时 
(通常是Ctrl-Z)发出这个信号 
21) SIGTTIN 当后台作业要从用户终端读数据时, 该作业中的所有进程会收到SIGTTIN 
信号. 缺省时这些进程会停止执行. 
22) SIGTTOU 类似于SIGTTIN, 但在写终端(或修改终端模式)时收到. 
23) SIGURG 有"紧急"数据或out-of-band数据到达socket时产生. 
24) SIGXCPU 超过CPU时间资源限制. 这个限制可以由getrlimit/setrlimit来读取/ 
改变 
25) SIGXFSZ 超过文件大小资源限制. 
26) SIGVTALRM 虚拟时钟信号. 类似于SIGALRM, 但是计算的是该进程占用的CPU时间. 
27) SIGPROF 类似于SIGALRM/SIGVTALRM, 但包括该进程用的CPU时间以及系统调用的 
时间. 
28) SIGWINCH 窗口大小改变时发出. 
29) SIGIO 文件描述符准备就绪, 可以开始进行输入/输出操作. 
30) SIGPWR Power failure

有 两个信号可以停止进程:SIGTERM和SIGKILL。 SIGTERM比较友好，进程能捕捉这个信号，根据您的需要来关闭程序。在关闭程序之前，您可以结束打开的记录文件和完成正在做的任务。在某些情况下，假 如进程正在进行作业而且不能中断，那么进程可以忽略这个SIGTERM信号。

对于SIGKILL信号，进程是不能忽略的。这是一个 “我不管您在做什么,立刻停止”的信号。假如您发送SIGKILL信号给进程，Linux就将进程停止在那里。

 

signal 常用四个函数，kill(), raise(), alarm(),pause().
先介绍kill()和raise().
kill()函数，即kill(2)  ，将信号传递给进程或进程组。raise()函数允许进程向自身发送信号。

函数头文件和原型
#include <signal.h>
int kill (pid_t pid, int signo);
int raise(int signo);
返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1

关于kill函数出入值pid：
                                    正数: 要发送信号的进程号
                                     0    : 信号被发送到所有和当前进程在同一个进程组的进程
                                     -1   ：信号发给所有的进程表中的进程
                                     <-1:  信号被发给进程组好为-pid的每一个进程

raise(signo) 等价于 kill(getpid(),signo)

代码举例：子进程向自身raise 一个SIGSTOP信号，使自身暂停；父进程kill掉子进程。

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <sys/types.h>
4. #include <sys/wait.h>
5. #include <signal.h>
7. int main() {
8.     pid_t pid;
9.     int ret;
11.     if ((pid=fork())<0) {
12.         printf("Fork error!\n");
13.         exit(1);
14.     } else if (pid==0) {
15.         printf("Child %d is waiting for signal...\n",getpid());
16. //    子进程向自身发送一个SIGSTOP信号，用于暂停进程
17.         raise(SIGSTOP);
18. //    由于在暂停过程中，被父进程kill掉，于是下面的代码均不会运行。
19.         printf("I am killed, bye!\n");
20.         exit(0);
21.     } else {
22.         sleep(3);
23. //    以不阻塞形式wait子进程，若子进程未exit，则返回0
24.         if ((waitpid(pid,NULL,WNOHANG))==0) {
25. //    向子进程发送SIGKILL信号，无论子进程是否阻塞、处理，都将结束
26.             if ((ret=kill(pid,SIGKILL))==0) {
27.                 printf("Parent kill child %d!\n",pid);
28.             }
29.         }
30. //    wait子进程，以阻塞方式
31.         waitpid(pid,NULL,0);
32.         exit(0);
33.     }
34.     
35. }

复制代码

运行结果：

$ ./a.out
Child 9271 is waiting for signal...
Parent kill child 9271!



注：关于kill(1)和kill(2)
kill(1)是指终端命令行方式使用，可以用 "man 1 kill"命令查询用法；kill(2)是指函数使用，可以用“man 2 kill”命令查询用法。

 

函数alarm()和pause()
alarm()函数会设置一个定时器，当定时器指定的时间到时，会向进程发送一个SIGALRM信号，如果忽略或不捕获此信号，则会默认终止调用该alarm函数的进程。
每个进程只能有一个定时时间。如果在调用alarm时，之前已为该进程设置的定时时间还没有到，则该定时时间的剩余值作为本次alarm函数调用的值返回。之前设置的定时时间会被新值代替。如果新的定时值是0，则取消定时并返回剩余值。

pause()函数使调用进程挂起直至捕获到一个信号。只有执行了一个信号处理程序并从其返回时，pause才返回，才会执行pause之后的语句。否则进程会按默认处理直接终止掉。

函数头文件和原型：
#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
int pause(void);

代码举例，没有设置SIGALRM信号处理：

2. #include <unistd.h>
3. #include <stdio.h>
4. #include <stdlib.h>
5. #include <signal.h>
7. int main() 
8. {
9.     int ret=alarm(5);
10.     printf("alarm return: %d.\n",ret);
11. //    ret返回0
12.     sleep(3);
13.     ret=alarm(5);
14.     printf("alarm return: %d.\n",ret);
15. //    阻塞当前进程，直到收到信号
16. //    这里会收到alarm信号
17.     pause();
18.     printf("Wake up!\n");
19. }

复制代码

运行结果:
$ ./a.out
alarm return: 0.
alarm return: 2.
Alarm clock


代码举例,设置了SIGALRM信号处理:

1. #include <unistd.h>
2. #include <stdio.h>
3. #include <stdlib.h>
4. #include <signal.h>
6. // 信号处理函数
7. static void alarm_handler(int signo)
8. {
9.    printf("alarm signal receive !\n");
10. }
12. int main() 
13. {
14.     //设置捕获信号
15.     signal(SIGALRM,alarm_handler);
16.     int ret=alarm(5);
17.     printf("alarm return: %d.\n",ret);
18. //    ret返回0
19.     sleep(3);
20.     ret=alarm(5);
21.     printf("alarm return: %d.\n",ret);
22. //    阻塞当前进程，直到收到信号
23. //    这里会收到alarm信号
24.     pause();
25.     printf("Wake up!\n");
26. }

复制代码

运行结果：
$ ./a.out
alarm return: 0.
alarm return: 2.
alarm signal receive !
Wake up!


可以看到设置了信号处理后，pause()后的语句printf("Wake up!\n");被执行到。