Linux進程通信 | 信號

一、什麼是信號？

信號就像是一個突然的電話鈴聲，它會打斷正在進行的程式並引起其註意。

在Linux系統中，信號是一種軟體中斷，它通常是非同步發生的，可以用來通知進程某個事件已經發生。。每個信號都有一個唯一的編號，編號從1開始。進程可以通過註冊信號處理函數來處理信號。

二、信號的分類

Linux系統中的信號有兩類：標準信號和實時信號。

• 標準信號是傳統Unix系統中的信號，編號範圍從1到31。

• 實時信號是Linux獨有的信號，編號範圍從32到64。

三、信號的使用

1、註冊信號處理函數

在C語言中，可以使用signal函數來註冊信號處理函數。signal函數原型如下：

void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);

其中，signum參數表示要註冊的信號編號，handler參數表示信號處理函數。signal函數會返回上一次註冊的信號處理函數的地址。

下麵是一個簡單的例子，註冊SIGINT信號的處理函數：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
 
void sigint_handler(int signo)
{
    printf("Received SIGINT signal!\n");
    exit(0);
}
 
int main()
{
    if (signal(SIGINT, sigint_handler) == SIG_ERR) {
        perror("signal");
        exit(1);
    }
 
    while (1) {
        printf("Hello World!\n");
        sleep(1);
    }
 
    return 0;
}

在上面的例子中，我們首先定義了一個名為sigint_handler的函數，用於處理SIGINT信號。

在main函數中，我們使用signal函數註冊了SIGINT信號的處理函數。如果signal函數返回的值是SIG_ERR，表示註冊信號處理函數失敗。

在迴圈中，我們只是簡單地輸出Hello World！字元串，並使用sleep函數暫停1秒鐘，以便觀察信號處理過程。

• 編譯並運行，列印如下

[wayne@wayne:~]./signal
Hello World!
Hello World!
Hello World!

2、發送信號

2.1 kill函數

在Linux系統中，可以使用kill函數向進程發送信號。kill函數原型如下：

int kill(pid_t pid, int sig);

其中，pid參數表示進程的PID號，sig參數表示要發送的信號編號。如果pid參數的值是0，表示將信號發送給與當前進程屬於同一個進程組的所有進程。

下麵是一個例子，向指定進程發送SIGINT信號：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
 
int main(int argc, char **argv)
{
    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <pid>\n", argv[0]);
    	exit(1);
	}

	pid_t pid = atoi(argv[1]);

	if (kill(pid, SIGINT) == -1) {
   		perror("kill");
    	exit(1);
	}

	return 0;
}

在上面的例子中，我們首先檢查命令行參數，如果參數不足，就列印使用說明並退出程式。

然後我們將命令行參數轉換為進程PID號，並使用kill函數向該進程發送SIGINT信號。如果kill函數返回-1，表示發送信號失敗。

• 編譯並運行，列印如下

[wayne@wayne:~] ps aux | grep signal
wayne     5902  0.0  0.0   2028   280 pts/25   S+   19:04   0:00 ./signal
wayne     5904  0.0  0.0   6108   852 pts/24   S+   19:04   0:00 grep --color=auto signal

[wayne@wayne:~] ./killsignal 5902


// 此時上面運行的signal進程會收到信號，列印如下信息
Received SIGINT signal!

2.2 kill命令

我們也可以在shell中，用kill命令向進程發送信號，kill命令的語法如下：

kill [options] <pid>

其中，pid表示要發送信號的進程PID號。options是一些可選參數，例如，可以使用-9參數發送SIGKILL信號。

我們可以打開一個新的終端視窗，使用ps命令查看本文介紹的示常式序的PID號，然後使用kill命令向該進程發送SIGINT信號，示例如下：

$ ps aux | grep signal
wayne     5902  0.0  0.0   2028   280 pts/25   S+   19:04   0:00 ./signal
wayne     5904  0.0  0.0   6108   852 pts/24   S+   19:04   0:00 grep --color=auto signal

$ kill -2 5902

這裡我們使用ps命令查找名為signal的進程的PID號為5902，然後使用kill命令向該進程發送SIGINT信號（信號編號為2）。在執行kill命令之後，我們可以看到示常式序輸出了"Received SIGINT signal"這一行信息，說明信號處理函數已經被正確調用了。

四、常用信號

Linux系統中常用的信號有很多，下麵列出一些常用的信號及其含義：

五、小結

總的來說，Linux 信號是一種用於通知進程發生某個事件或錯誤的機制，可以用於處理異常情況、進程間通信等多種場景。

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