Linux（十二）信號

????????今天我們就要來一起學習信號啦！！！還記得小編在之前的文章中說過的ctrl+c嗎？之前小編沒有詳細介紹過，現在我們就要來學習啦！！！

一、信號的基本介紹

? ? ? ? 首先，小編帶領大家先一起學習一下什么是信號吧。

????????信號是系統響應某個條件而產生的事件，進程接收到信號會執行相應的操作；

????????大家要注意，我們在使用信號時，是需要添加頭文件的。與信號有關的系統調用在<signal.h>頭文件中。

1、信號的存儲位置

舊版

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、常見信號對應的功能

SIGBORT? ? ? *進程異常終止

SIGALRM? ? ? 超時警告

SIGFPE? ? ? ? ?*浮點運算異常

SIGHUP? ? ? ? ?連接掛斷

SIGILL? ? ? ? ? ? *非法指令

SIGINT? ? ? ? ? ? 終端中斷

SIGKILL? ? ? ? ? ?終止進程(此信號不能被捕獲或忽略)

SIGPIPE? ? ? ? ??向無讀進程的管道寫數據

SIGQUIT? ? ? ? ??終端退出

SIGSEGV? ? ? ? ?*無效內存段訪問

SIGTERM? ? ? ? 終止

SIGUSR1? ? ? ? ?用戶定義信號1

SIGUSR2? ? ? ? ?用戶定義信號2

（在這里，重點的信號用了加粗提醒大家一定要記住，在這篇文章里，小編還不會向大家介紹SIGPIPE，在后面小編介紹管道時，會結合前邊的內容和新的內容全面介紹管道）

3、信號的值

? ? ? ? ? ? 信號名稱? 信號代號

#define SIGHUP 1

#define SIGINT?2? ? ?//鍵盤按下 Ctrl+c 時,會產生終端中斷信號

#define SIGQUIT?3? //鍵盤按下 Ctrl+\時,會產生終端退出信號

#define SIGILL?4

#define SIGTRAP?5

#define SIGABRT?6

#define SIGIOT?6

#define SIGBUS?7

#define SIGFPE?8

#define SIGKILL?9? ? ?//該信號的響應方式不允許改變

#define SIGUSR1?10

#define SIGSEGV?11

#define SIGUSR2?12

#define SIGPIPE?13? ? //讀端關閉的描述符,寫端寫入時產生,該信號會終止程序(向無讀進程的管道寫數據)

#define SIGALRM?14

#define SIGTERM?15? ? //系統 kill 命令默認發送的信號

#define SIGSTKFLT?16

#define SIGCHLD?17? ? ?//子進程結束后,內核會默認給父進程發送該信號

#define SIGCONT?18

#define SIGSTOP?19

#define SIGSTP?20

#define SIGTTIN?21

#define SIGTTOU?22

#define SIGURG?23

（通過這個，小編是想告訴大家，這些信號其實對應的就是數字）

二、信號的響應方式

信號有三種響應方式：默認、忽略、自定義；

1、信號處理函數

????????在Linux系統中，我們想要了解一個新的知識必不可少的就是幫助手冊啦！！！大家還記得怎么使用嗎？

? ? ? ? 答案就是：man signal

2、?三種響應方式

（1）默認

????????如果signal函數的參數為?SIG_DFL，則系統將使用默認的信號處理動作。

? ? ? ? 大家可以輸入命令“man 7 signal”查看默認處理方式，當然啦，小編也會為大家展示出來。

????????在上圖，小編只截取了剛剛加粗的幾個信號，想看完整的小伙伴可以自己輸入命令“man 7 signal”，往下翻就能看到啦。

（2）忽略

????????如果signal函數的參數為?SIG_IGN，則系統將忽略該信號。

（3）自定義

????????信號自定義處理，其實是對信號進行捕捉，然后讓信號執行自定義的方法。

下面，小編向大家演示一下默認的處理方式（也就是收到信號后，進程按照信號默認的方式去處理）

#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);
}

在上述代碼中，小編寫了一個while(1)的循環，會一直執行，當我們鍵盤按下ctrl+c時,其實就是因為該進程收到了一個信號:SIGNT——終端中斷的信號(2號信號);就是說,在鍵盤上按下ctrl+c時,會給當前終端前臺執行的進程發送SIGINT信號;

3、改變型號的響應方式

（1）將默認改為自定義

#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);//這里不是調用，這里是作約定while(1){printf("main run\n");sleep(1);}   exit(0);
}

?那我們該如何結束進程呢？

方法一（圖上方法）：我們可以通過ctrl+\這個是終端退出的信號

方法二：打開另外一個終端,通過ps -eflgrep test[test是程序名，可替換]這個命令找到該進程的pid,然后kill掉它。（這也是我們在前面學習kill時掌握的方法）

（2）將默認改為忽略

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<signal.h>
#include<string.h>
int main()
{signal(SIGINT,SIG_IGN);//這里不是調用，這里是作約定while(1){   printf("main run\n");sleep(1);}   exit(0);
}

4、SIGCHLD信號

(1)子進程結束,父進程會收到內核發送的SIGCHLD信號(注意:內核發送)

大家還記得我們在學習fork復制進程中的父子進程時用到的代碼嗎？

小編把代碼放到這里幫助大家回顧昂

#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;}//子進程else{s="parent";n=7;}//父進程int i=0;for(;i<n;i++){printf("s=%s\n",s);sleep(1);}exit(0);
}

在學習僵死進程時，小編說過父進程沒有獲取退出碼是會產生僵死進程的；

在上面這段代碼里，其實子進程結束了,已經給父進程發送了一個信號.只不過父進程忽略了；那么,我們修改一下代碼,讓父進程收到子進程的代碼,打印一下收到的信號代號,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);//子進程結束，內核會默認給父進程發送信號n=7;s="parent";}for(int i =0;i<n;i++){printf("s=%s\n",s);sleep(1);}exit(0);
}

????????由執行結果可以看出，子進程結束，確實是會給父進程發送17號信號SIGCHLD；只不過遇到默認情況，父進程不會理會而已；所以，這個17號信號的默認方式就是忽略；
????????再次強調一下,這個不是子進程發送的信號,是內核發送的信號;

大家還記得處理僵死進程的兩種方法嘛

（1）父進程先結束（2）父進程調用wait()方法獲取子進程的退出碼

兩個方法的本質是一樣的，但是方法二會阻塞，就是父進程在等子進程結束，才會獲取退出
碼。結合信號,如何處理,讓它不再阻塞呢?

父進程調用wait是配合信號使用的。讓我們通過下面的代碼觀察一下吧！

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<wait.h>//注意，wait的頭文件不要忘記void sig_fun(int sig)
{printf("sig = %d\n",sig);printf("child over!\n");int val;wait(&val);//我們也可以簡單寫，就是不獲取退出碼，只要不變成僵死進程就可以//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);//子進程結束，內核會默認給父進程發送信號n=7;s="parent";}for(int i =0;i<n;i++){printf("s=%s\n",s);sleep(1);}exit(0);
}

三、信號實例練習

1、收到SIGINT這個信號，第一次打印信號的代號，第二次按照默認形式把進程結束

#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);//這里不是調用，這里是作約定while(1){   printf("main run\n");sleep(1);}   exit(0);
}

2、自己實現kill命令

（1）系統調用kill與kill命令

kill也是一個命令，它底層就封裝了我們的系統調用kill；

所以,man kill是1命令,man 2 kill才是系統調用;

man 2 kill得到原型:

int kill(pid_t pid,int sig);
就是向PID為pid的發送sig信號;
返回值為-1說明失敗,0表示成功.

（2）回顧kill命令

????????執行kill PID命令,這個就是系統調用,默認發送了15號信號。比如我們sleep 500，然后
打開另外一個終端kill掉它，這個kill就是默認發送了15號信號。

（3）實現kill命令

自己實現kill命令，需要PID，需要信號代號。就是我們也要寫一個類似kill-9 PID 的命令；為什么需要信號代號呢?

9號信號是一個特殊的信號,它是不允許改變響應方式的。

比如暫停進程(ctrl+Z)，那么kill不掉，就需要9號信號強制結束。

寫一個類似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 信號代號
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是打印出錯信息，輸出錯誤原因}   exit(0);
}

（4）15號信號和9號信號

????????運行sleep 500這個進程，發現使用自己的mykill命令發送15號信號顯示的是“已終止(Terminated)"，發現使用自己的mykill命令發送9號信號是“已殺死(killed)"，和系統的kill命令是一樣的。

????????那可能有小伙伴就會說kill命令沒有傳遞信號代號，其實是一樣的，也就是mykill傳遞兩個參數即可，把信號代號也就是argv[2]定義成15，或者9即可。

? ? ? ? 在這里小編想補充一下，其實19號信號也不能被忽略，它是暫停進程。

【小編有話說】

? ? ? ??本次內容就要結束啦，截止到這篇文章，小編其實已經帶領大家自己寫了兩個命令了，分別是mycp和mykill，還有小伙伴記得嘛，mycp是在讀寫操作那里實現的。小編現在正在籌備一個關于LINUX項目的文章，大概可能會再過兩篇Linux文章就會發布啦，到時后希望小伙伴們能夠多多捧場呀！！！

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