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Linux 信号

news 来源：原创 2025/5/7 4:36:45

一、生活中的信号

1.1、生活中的信号从产生到结束过程

例：

①、外卖电话响了（信号产生）-> 我接了电话并告诉外卖员说先放到楼下的架子上（识别到这个信号，并记住，保存到我的脑海里面） -> 我在打游戏我继续推高地 (时间窗口，我要做更重要的事) -> 游戏结束了，我下楼取外卖（信号的处理）；

②、200米冲刺比赛发令员举起信号枪说：“预备！”（信号产生）->我做起的预备跑的动作动作（我识别到预备的信号并立即对其进行处理）-> 发令员喊：“跑！”并开枪（信号产生）->我一瞬间飞奔了出去（识别到枪声信号，并立即对其进行处理）；

二、进程中的信号

2.1、进程必须识别并能够处理信号--- 即便信号没有产生，也要具备处理信号的能力 --- 信号的处理能力属于内置进程的一部分；

2.2、当进程真的收到一个具体的信号时，进程可能立即对其进行处理（听到枪声立马飞奔），进程也可能不会立即处理这个信号，在合适的时候再处理（在打游戏，等我打完再去取外卖）;

2.3、一个进程当信号产生到信号开始被处理，一定会有一个时间窗口，进程具有临时保存哪些信号已发生了的能力；

三、前台进程与后台进程

3.1、什么是前台进程？什么是后台进程？

在linux中，一次登陆，一个终端一般会配上一个bash，每一个登陆只允许一个进程是前台进程，可以运行多个进程是后台进程，谁是前台谁是后台取决于谁来获取键盘输入，能获取的就是前台进程；

3.2 、 linux中正在运行的程序从键盘输入 ctrl+c为什么能够杀掉进程？

#include <iostream>
#include <unistd.h>
using namespace std;
int main()
{while(true)
{cout<<"i am a process!!!"<<endl;sleep(1);
}return 0;
}

运行一会后键盘输入ctrl+c:

在bash命令行运行程序的后面加上&后再按ctrl + c:

我们发现ctrl+c杀不掉这个进程！！

原因：ctrl+c本质是被进程解释为收到了信号，这是一个2号信号，这个信号的默认动作是终止自己；从键盘输入ctrl+c是发送给前台进程的，当进程运行前在后面+&后这个进程会变成后台进程，所以ctrl+c，这个后台进程收不到信号，只能用kill -9来杀掉：

四、键盘的数据是如何输入给内核的？ctrl+c又是如何变成信号的？OS怎么知道键盘上有数据了？

①首先键盘录入数据，准备就绪后向cpu发送硬件中断信号；

②cup通过cup针角进行充放电，这个过程寄存器记录下数据；

③cup让OS去中断向量表里查找到对应的方法；

④OS找到读取方法后从键盘中把数据拷贝到内核缓冲区；

⑤再从内核缓冲区把数据拷贝到用户缓冲区，用户获取到键盘数据；

⑥OS在把数据拷贝到内核缓冲区前对键盘里的数据进行解析，如果录入的是像ctrl + c这样的组合键，不会往缓冲区里拷贝转而是向对应的进程发送信号，ctrl+c对应的是2号信号，把2号信号发送给对应的进程，终止掉程序；

五、信号的产生及处理

5.1、信号的处理方法

信号处理的三种方法：①默认动作（例如人看到红灯信号的默认动作是站着不动等待）；②忽略（例如人看到红灯后忽略，后果自己承担）；③自定义动作（例如人看到红灯信号后在原地跳舞）；

5.2、信号的捕获及自定义处理

介绍一个接口：

#include <signal.h>
typedef void(*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal( int signum, sighandler_t handler);
//1. 这个接口的作用是获取信号，并且修改信号的处理方式
//2. sighandler_t 这是一个函数指针类型，函数的返回值为void，函数参数类型为int
//3. sigbum为接收到的信号数字，handeler ： 你需要传入一个已经定义好的方法

注意：①：只要设置一次，往后都有效；②如果进程没有接收到信号，自定义的处理方法不会被调用，只有产生信号才会被调用；

试一试：

前面我们说ctrl+c发送的是2号信号，我们编写一个程序并调用这个接口去获取这个信号，看它是不是2号，获取后把信号数打印出来：

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
using namespace std;
typedef void(*sighandler)(int);//定义函数指针类型
void Handler(int signum)//自定义信号的处理方法
{cout<<signum<<endl;
}
int main()
{signal(2,Handler);//捕获2号信号，并调用自定义处理方法while(true)
{cout<<"i am a process!!!"<<endl;sleep(1);
}return 0;
}

编译运行程序后按ctrl +c ：

我按了两次ctrl+c 可看到每次后面都跟着数字2，说明chrl+c的信号数字确是是2！而且我们发现按完ctrl+c后，程序没有终止而是继续执行，原因很简单因为我们把对信号的处理方法改变了，改成向屏幕打印数字2而不是终止程序，这样就实现了对信号的自定义处理！

5.3、不是所有信号都会被捕获

设想：如果我们把所有信号都捕获了并且把它处理方法定义为循环打印，那么岂不是这个程序一直在运行无法被杀死掉？

操作系统是不会允许这样的事情发生的，我们来测试一下究竟哪些信号不会被捕获：

代码改一下：

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
using namespace std;
typedef void(*sighandler)(int);//定义函数指针类型
void Handler(int signum)//自定义信号的处理方法
{cout<<signum<<endl;
}
int main()
{for(int i=1;i<32;i++){signal(i,Handler);//捕获1~31号信号，并调用自定义处理方法}//signal(2,Handler);//捕获2号信号，并调用自定义处理方法while(true)
{cout<<"i am a process!!!"<<endl;sleep(1);
}return 0;
}

编译运行后我们用kill命令向这个进程发送1~31号信号，看看是不是全都被捕获：

...............

最终测试发现：1~31号信号，只有9、19号信号是不会被进程捕获的！用kill -l 命令查看信号列表，我们看到9跟19号信号对应的是：杀掉进程、停止进程！！1~31号信号（只演示普通信号）终除了这两个之外其他都被捕获！！

上面程序运行我们发现，信号的产生和我们自己的代码的运行是异步的，这种进程间事件异步通知的方式是软中断；

5.4、信号的产生

I 以上我们知道了信号产生的两种方法：

1、通过从键盘中录入“ctrl + c”等组合键，被操作系统解析为信号，并发送给对应的进程；

2、通过命令（ kill -信号数字进程pid），产生信号发送给进程；

II 第三种信号产生的方法：

3、系统调用：

介绍一个接口：

#include <sys/systypes.h>
#include <signal.h>
int kill( pid_t pid, int sig);
//1. 这是一个向进程发送信号的接口
//2. pid ： 进程的id   sig : 信号数字
//3. int 返回值如果失败返回-1；

利用这个接口模拟实现一下kill 命令:

//mykill.cc
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <string>
using namespace std;
int main(int argc,char*argv[])
{//mykill signum pidif(argc!=3){printf("please enter@ %s signum pid\n",argv[0]);}pid_t pid=stoi(argv[2]);int signum=stoi(argv[1]);int n=kill(pid,signum);return 0;
}

①：我们执行myprocess程序，循环向屏幕打印：

②编译好自己实现的mykill，运行用 9 号信号杀死掉26713这个程序：

成功杀掉进程！！

5.5、介绍两个接口

#include<signal.h>
int raise(int sig) ;
//1.这是一个给自己发送信号的接口
//2. sig -> 信号数字

#include <stdlib.h>
void abort(void);
//1. 这是一个终止自己的接口

我们调用这两个接口并调用捕获信号的接口，看看这两货到底发送了什么信号:

第一个接口形参是多少就发送几号的信号给自己；

然后我把它改成这样：

再编译运行后结果一样，所以raise（）函数也可以写成kill(getpid(), signum);

测试第二个接口：

捕获不到信号，直接终止了程序！

查看信号列表发现是6号信号：

好了，今天分享到这里，如果对你有所帮助记得点赞收藏+关注哦！！谢谢！！！

咱下期见！！！