Linux信号解析

1.认识信号

1.1信号的概念

信号是进程之间事件异步通知的一种方式，属于软中断

就是内核可以随时给进程发信号，进程收到后要么默认处理、要么忽略、要么自己写代码处理。生活例子：你正在写文档（正常执行），突然：

有人拍你肩膀（中断）→ 你回头看一下（默认动作：终止/暂停）

手机闹钟响了（闹钟信号）→ 你关掉它（可能自定义处理）

有人喊“着火了”（紧急信号）→ 你立刻跑（不可忽略的强信号）

这些都像 Linux 的 SIGINT、SIGALRM、SIGKILL。

在Linux中使用kill -l就可以看到所有的信号，我们把前31个称为普通信号（也称为不可靠信号），这些信号都是大写的宏，前面的数字就是宏的对应值

使用man 7 signal往下翻就可以看到一张表，包含了信号的默认动作，大多数都是终止。这里说到了man,man就是Linux的手册，而7号手册就可以用来查信号。

2.信号的产生

2.1通过终端按键产生信号

很多人可能都使用过ctrl+c直接退出一个进程，但是很多人不知道原理，其实这就是信号。我们来梳理一下这个过程，这个过程如下：

1.键盘按键产生硬件中断，终端驱动程序捕获到中断；

2.终端驱动程序将你所输入的按键转化为对应的信号；

3.终端将信号发送给了操作系统，告诉操作系统，你要向该进程发送某个信号；

4.操作系统接收到请求后，找到当前进程，修改PCB中的未决信号集，完成信号产生；

这里有一个关键规则：终端组合键产生的信号，只能发送给当前前台进程。后台进程（通过&启动的进程）无法接收终端组合键产生的信号，这是为了避免后台进程被用户误操作中断。

通过终端按键产生信号就是：ctrl+c（信号2），ctrl+\(信号3），内核向进程发送信号，然后进程做出对应的处理，这两个信号都是终止进程用的

2.2使用系统命令向进程发送信号

kill命令底层实际调用kill()函数来向进程发送信号，比如就是 kill -9 pid，这个pid就是进程的编号，就像是每个人（比喻为进程）上学都有一个学号，这个pid就像是我们每个学生的学号。kill -9 pid就是终止这个pid对应的进程

2.3使用函数产生信号

除了通过终端和命令，我们还可以在 C/C++ 代码中调用特定函数，主动产生信号并发送给进程。Linux 系统提供了三个核心函数：kill()、raise()、abort()，分别用于 “向指定进程发送信号”、“向当前进程发送信号”、“强制当前进程异常终止”。

2.4由软件条件产生信号

软件条件触发是指：信号的产生源于程序的运行状态或软件逻辑，而非用户操作或硬件异常。

这里举个例子：就是设计一个定时器，然后时间一到，直接给对应的进程发送信号，这就是由软件条件产生信号

2.5硬件异常产生信号

硬件异常触发是指：信号的产生源于 CPU 或其他硬件设备的错误，如除零操作、非法内存访问、总线错误等。硬件检测到错误后，会通知 OS，OS 将其映射为对应的信号，发送给当前进程。

这类信号的本质是：硬件错误通过 OS 转换为软件层面的信号，让进程有机会处理错误（如打印日志、保存数据），若不处理则执行默认动作（通常是终止进程并生成 Core Dump）。

这里举个例子：除0操作->触发SIGFPE信号（8号信号）

当进程执行 “除以零” 的算术运算时，CPU 的运算单元会检测到该错误，通知 OS，OS 将其映射为SIGFPE信号（Floating-point exception，浮点异常），默认处理动作是 “终止进程并生成 Core Dump”。

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
// 自定义SIGFPE信号处理函数
void sigfpe_handler(int signum)
{
    cout << "捕获到信号：" << signum << "（SIGFPE），发生除零错误！" << endl;
    // 退出进程（避免无限循环触发信号）
    exit(1);
}
int main()
{
    cout << "进程PID：" << getpid() << "，尝试执行除零操作..." << endl;
    // 注册SIGFPE信号的处理函数
    signal(SIGFPE, sigfpe_handler);
    sleep(1);  // 延迟1秒，便于观察
    // 执行除零操作
    int a = 10;
    int b = 0;
    int c = a / b;  // 除零错误，触发SIGFPE信号
    // 以下代码不会执行
    cout << "计算结果：" << c << endl;
    return 0;
}

运行这段代码，终端输出如下