Linux内核发出的信号：获得新知

1. 介绍

在Linux操作系统中，内核发出信号是一种重要的通信机制。当某些事件发生时，内核会向运行在系统中的进程发送信号，进程可以根据接收到的信号做出相应的处理。本文将详细介绍Linux内核发出的信号的机制和使用方法。

2. 信号的基本概念

2.1 信号的分类

在Linux中，信号被分为多种类型，每种类型有一个唯一的编号。其中一些常见的信号类型包括：

SIGHUP(1): 终端挂起。

SIGINT(2): 键盘中断。

SIGQUIT(3): 键盘退出。

SIGKILL(9): 强制终止。

SIGSEGV(11): 段错误。

2.2 信号的传递

当内核向进程发送信号时，进程可以有三种处理方式：

忽略信号： 进程可以选择忽略某个特定的信号，这样当该信号到达时，进程不会做任何处理。

捕捉信号： 进程可以注册一个信号处理函数，当该信号到达时，进程会执行该处理函数。

默认处理： 进程可以选择使用系统默认的处理方式来处理信号。

3. 常见的信号处理函数

3.1 signal

在C语言中，可以使用signal函数来注册信号处理函数。其函数原型为：

void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int);

下面是一个示例：

#include<stdio.h>

#include<signal.h>
void handler(int signum) {
    printf("Received signal: %d\n", signum);
}
int main() {
    signal(SIGINT, handler);
    while(1) {
        // do something
    }
    return 0;
}

在上述示例中，我们注册了一个handler函数作为SIGINT信号的处理函数，并在主循环中等待信号的到来。

3.2 sigaction

除了signal函数外，Linux还提供了另一个更为强大的信号处理函数——sigaction函数。与signal函数相比，sigaction函数提供了更多的选项和更精细的控制。其函数原型为：

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);

下面是一个示例：

#include<stdio.h>

#include<signal.h>
void handler(int signum, siginfo_t *info, void *context) {
    printf("Received signal: %d from PID: %d\n", signum, info->si_pid);
}
int main() {
    struct sigaction new_action;
    struct sigaction old_action;
    new_action.sa_sigaction = handler;
    sigemptyset(&new_action.sa_mask);
    new_action.sa_flags = SA_SIGINFO;
    sigaction(SIGINT, &new_action, &old_action);
    while(1) {
        // do something
    }
    return 0;
}

在上述示例中，我们使用sigaction函数注册了一个信号处理函数handler，并且通过siginfo_t结构体获取到信号的额外信息，如信号发送者的进程ID。

4. 使用kill命令发送信号

在Linux中，我们还可以使用kill命令向指定的进程发送信号。其命令格式为：

kill -[信号编号] [进程ID]

例如，我们可以使用以下命令向一个名为"test"的进程发送SIGTERM信号：

kill -15 `pgrep test`

注意：在命令中使用了pgrep命令获取到进程ID。

5. 在程序中发送信号

除了内核和kill命令外，我们还可以在程序中使用raise函数来发送信号。其函数原型为：

int raise(int sig);

下面是一个示例：

#include<stdio.h>

#include<signal.h>
int main() {
    raise(SIGINT);
    return 0;
}

在上述示例中，我们在程序中使用raise函数发送SIGINT信号。

6. 结论

Linux内核发出的信号是一种重要的通信机制，用于向进程发送各种事件和状态的通知。通过理解信号的分类和传递方式，我们可以更好地掌握Linux系统中信号的处理方法。在实际的程序开发中，学会使用signal函数和sigaction函数注册信号处理函数，以及使用kill命令向进程发送信号，都是非常有用的技能。