Linux系統(tǒng)中的信號(hào)類型以及Go中的信號(hào)發(fā)送和處理

本篇內(nèi)容介紹了“Linux系統(tǒng)中的信號(hào)類型以及Go中的信號(hào)發(fā)送和處理”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過(guò)程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

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Linux系統(tǒng)中的信號(hào)類型

各操作系統(tǒng)的信號(hào)定義或許有些不同。下面列出了POSIX中定義的信號(hào)。
在linux中使用34-64信號(hào)用作實(shí)時(shí)系統(tǒng)中。
命令 man 7 signal 提供了官方的信號(hào)介紹。也可以是用kill -l來(lái)快速查看
列表中，編號(hào)為1 ~ 31的信號(hào)為傳統(tǒng)UNIX支持的信號(hào)，是不可靠信號(hào)(非實(shí)時(shí)的)，編號(hào)為32 ~ 63的信號(hào)是后來(lái)擴(kuò)充的，稱做可靠信號(hào)(實(shí)時(shí)信號(hào))。不可靠信號(hào)和可靠信號(hào)的區(qū)別在于前者不支持排隊(duì)，可能會(huì)造成信號(hào)丟失，而后者不會(huì)。
Linux支持的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有以下一些，一個(gè)信號(hào)有多個(gè)值的是因?yàn)椴煌軜?gòu)使用的值不一樣，比如x86, ia64,ppc, s390, 有3個(gè)值的，第一個(gè)值是slpha和sparc，中間的值是 ix86,
ia64, ppc, s390, arm和sh, 最后一個(gè)值是對(duì)mips的，連字符-表示這個(gè)架構(gòu)是缺這個(gè)信號(hào)支持的，
第1列為信號(hào)名；
第2列為對(duì)應(yīng)的信號(hào)值，需要注意的是，有些信號(hào)名對(duì)應(yīng)著3個(gè)信號(hào)值，這是因?yàn)檫@些信號(hào)值與平臺(tái)相關(guān)，將man手冊(cè)中對(duì)3個(gè)信號(hào)值的說(shuō)明摘出如下，the first one is usually valid for alpha and sparc, the middle one for i386, ppc and sh, and the last one for mips.
第3列為操作系統(tǒng)收到信號(hào)后的動(dòng)作，Term表明默認(rèn)動(dòng)作為終止進(jìn)程，Ign表明默認(rèn)動(dòng)作為忽略該信號(hào)，Core表明默認(rèn)動(dòng)作為終止進(jìn)程同時(shí)輸出core dump，Stop表明默認(rèn)動(dòng)作為停止進(jìn)程。
第4列為對(duì)信號(hào)作用的注釋性說(shuō)明。

標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)-POSIX.1-1990定義

Signal     Value     Action   Comment
       ----------------------------------------------------------------------
       SIGHUP        1       Term    Hangup detected on controlling terminal
                                     or death of controlling process
       SIGINT        2       Term    Interrupt from keyboard
       SIGQUIT       3       Core    Quit from keyboard
       SIGILL        4       Core    Illegal Instruction
       SIGABRT       6       Core    Abort signal from abort(3)
       SIGFPE        8       Core    Floating point exception
       SIGKILL       9       Term    Kill signal
       SIGSEGV      11       Core    Invalid memory reference
       SIGPIPE      13       Term    Broken pipe: write to pipe with no
                                     readers
       SIGALRM      14       Term    Timer signal from alarm(2)
       SIGTERM      15       Term    Termination signal
       SIGUSR1   30,10,16    Term    User-defined signal 1
       SIGUSR2   31,12,17    Term    User-defined signal 2
       SIGCHLD   20,17,18    Ign     Child stopped or terminated
       SIGCONT   19,18,25    Cont    Continue if stopped
       SIGSTOP   17,19,23    Stop    Stop process
       SIGTSTP   18,20,24    Stop    Stop typed at tty
       SIGTTIN   21,21,26    Stop    tty input for background process
       SIGTTOU   22,22,27    Stop    tty output for background process

SIGKILL和SIGSTOP信號(hào)是不能被捕獲，阻塞和忽略的。

標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)-SUSv2 and POSIX.1-2001定義

Signal       Value     Action   Comment
       --------------------------------------------------------------------
       SIGBUS      10,7,10     Core    Bus error (bad memory access)
       SIGPOLL                 Term    Pollable event (Sys V).
                                       Synonym for SIGIO
       SIGPROF     27,27,29    Term    Profiling timer expired
       SIGSYS      12,-,12     Core    Bad argument to routine (SVr4)
       SIGTRAP        5        Core    Trace/breakpoint trap
       SIGURG      16,23,21    Ign     Urgent condition on socket (4.2BSD)
       SIGVTALRM   26,26,28    Term    Virtual alarm clock (4.2BSD)
       SIGXCPU     24,24,30    Core    CPU time limit exceeded (4.2BSD)
       SIGXFSZ     25,25,31    Core    File size limit exceeded (4.2BSD)

早在Linux 2.2SIGSYS, SIGXCPU, SIGXFSZ和SIGBUS（非sparc和mips架構(gòu)）的默認(rèn)操作就是終止進(jìn)程（但是不產(chǎn)生coredump）
在一些unix系統(tǒng)中SIGXCPU和SIGXFSZ信號(hào)是用來(lái)終止進(jìn)程的，也是不產(chǎn)生coredunp，從Linux 2.4開始這些信號(hào)會(huì)產(chǎn)生coredump了。

標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)-其它信號(hào)

Signal       Value     Action   Comment
       --------------------------------------------------------------------
       SIGIOT         6        Core    IOT trap. A synonym for SIGABRT
       SIGEMT       7,-,7      Term
       SIGSTKFLT    -,16,-     Term    Stack fault on coprocessor (unused)
       SIGIO       23,29,22    Term    I/O now possible (4.2BSD)
       SIGCLD       -,-,18     Ign     A synonym for SIGCHLD
       SIGPWR      29,30,19    Term    Power failure (System V)
       SIGINFO      29,-,-             A synonym for SIGPWR
       SIGLOST      -,-,-      Term    File lock lost
       SIGWINCH    28,28,20    Ign     Window resize signal (4.3BSD, Sun)
       SIGUNUSED    -,31,-     Term    Unused signal (will be SIGSYS)

信號(hào)29是在alpha中是 SIGINFO或SIGPWR，但是在sparc中是SIGLOST。
SIGEMT沒(méi)有在POSIX.1-2001中定義, 但是在大多數(shù)Unix戲中是沒(méi)有的，他的默認(rèn)處理方式是coredump并且終止進(jìn)程。
SIGPWR（沒(méi)有在POSIX.1-2001中定義）他的默認(rèn)處理方式是忽略。
SIGIO（沒(méi)有在POSIX.1-2001中定義）在一些Unix系統(tǒng)中的處理方式也是忽略。

kill pid的作用是向進(jìn)程號(hào)為pid的進(jìn)程發(fā)送SIGTERM（這是kill默認(rèn)發(fā)送的信號(hào)），該信號(hào)是一個(gè)結(jié)束進(jìn)程的信號(hào)且可以被應(yīng)用程序捕獲。若應(yīng)用程序沒(méi)有捕獲并響應(yīng)該信號(hào)的邏輯代碼，則該信號(hào)的默認(rèn)動(dòng)作是kill掉進(jìn)程。這是終止指定進(jìn)程的推薦做法。

kill -9 pid則是向進(jìn)程號(hào)為pid的進(jìn)程發(fā)送SIGKILL（該信號(hào)的編號(hào)為9），從本文上面的說(shuō)明可知，SIGKILL既不能被應(yīng)用程序捕獲，也不能被阻塞或忽略，其動(dòng)作是立即結(jié)束指定進(jìn)程。通俗地說(shuō)，應(yīng)用程序根本無(wú)法“感知”SIGKILL信號(hào)，它在完全無(wú)準(zhǔn)備的情況下，就被收到SIGKILL信號(hào)的操作系統(tǒng)給干掉了，顯然，在這種“暴力”情況下，應(yīng)用程序完全沒(méi)有釋放當(dāng)前占用資源的機(jī)會(huì)。事實(shí)上，SIGKILL信號(hào)是直接發(fā)給init進(jìn)程的，它收到該信號(hào)后，負(fù)責(zé)終止pid指定的進(jìn)程。在某些情況下（如進(jìn)程已經(jīng)hang死，無(wú)法響應(yīng)正常信號(hào)），就可以使用kill -9來(lái)結(jié)束進(jìn)程。

若通過(guò)kill結(jié)束的進(jìn)程是一個(gè)創(chuàng)建過(guò)子進(jìn)程的父進(jìn)程，則其子進(jìn)程就會(huì)成為孤兒進(jìn)程（Orphan Process），這種情況下，子進(jìn)程的退出狀態(tài)就不能再被應(yīng)用進(jìn)程捕獲（因?yàn)樽鳛楦高M(jìn)程的應(yīng)用程序已經(jīng)不存在了），不過(guò)應(yīng)該不會(huì)對(duì)整個(gè)linux系統(tǒng)產(chǎn)生什么不利影響。

Go中的信號(hào)發(fā)送和處理

有時(shí)候我們想在Go程序中處理Signal信號(hào)，比如收到 SIGTERM 信號(hào)后優(yōu)雅的關(guān)閉程序(參看下一節(jié)的應(yīng)用)。Go信號(hào)通知機(jī)制可以通過(guò)往一個(gè)channel中發(fā)送 os.Signal 實(shí)現(xiàn)。首先我們創(chuàng)建一個(gè)os.Signal channel，然后使用 signal.Notify 注冊(cè)要接收的信號(hào)。

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"os/signal"
	"syscall"
)

func main() {
	sigs := make(chan os.Signal, 1)
	done := make(chan bool, 1)
	// signal.Notify(c)
	signal.Notify(sigs, os.Interrupt, os.Kill, syscall.SIGUSR1, syscall.SIGUSR2, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)

	go func() {
		sig := <-sigs
		fmt.Println(sig)
		done <- true
	}()


	fmt.Println("wait for signal")
	<- done
	fmt.Println("got signal and exit")
	fmt.Println("run done")
}

如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的優(yōu)雅退出

首先什么是優(yōu)雅退出呢？所謂的優(yōu)雅退出，其實(shí)就是避免暴力殺死進(jìn)程，讓進(jìn)程在接收到信號(hào)之后，自動(dòng)的做一些善后處理，再自己自愿的退出。
Linux Server端的應(yīng)用程序經(jīng)常會(huì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中，可能申請(qǐng)了很多系統(tǒng)資源，也可能保存了很多狀態(tài)，在這些場(chǎng)景下，我們希望進(jìn)程在退出前，可以釋放資源或?qū)?dāng)前狀態(tài)dump到磁盤上或打印一些重要的日志，也就是希望進(jìn)程優(yōu)雅退出（exit gracefully）。
從上面的介紹不難看出，優(yōu)雅退出可以通過(guò)捕獲SIGTERM來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)講，通常只需要兩步動(dòng)作：
1）注冊(cè)SIGTERM信號(hào)的處理函數(shù)并在處理函數(shù)中做一些進(jìn)程退出的準(zhǔn)備。信號(hào)處理函數(shù)的注冊(cè)可以通過(guò)signal()或sigaction()來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，推薦使用后者來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)響應(yīng)函數(shù)的設(shè)置。信號(hào)處理函數(shù)的邏輯越簡(jiǎn)單越好，通常的做法是在該函數(shù)中設(shè)置一個(gè)bool型的flag變量以表明進(jìn)程收到了SIGTERM信號(hào)，準(zhǔn)備退出。
2）在主進(jìn)程的main()中，通過(guò)類似于while(!bQuit)的邏輯來(lái)檢測(cè)那個(gè)flag變量，一旦bQuit在signal handler function中被置為true，則主進(jìn)程退出while()循環(huán)，接下來(lái)就是一些釋放資源或dump進(jìn)程當(dāng)前狀態(tài)或記錄日志的動(dòng)作，完成這些后，主進(jìn)程退出。
這個(gè)在我前面的一篇文章中也介紹過(guò)[golang的httpserver優(yōu)雅重啟](http://helight.info/2018-01-24/984/)，里面介紹了一般我們使用的httpserver如何做到優(yōu)雅重啟，這里面也介紹了一些信號(hào)的使用，和優(yōu)雅重啟的思路。今天這里我們介紹的是如何優(yōu)雅退出，其實(shí)是優(yōu)雅重啟的一個(gè)簡(jiǎn)化版。

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"os/signal"
	"syscall"
	"time"
)

func main() {
	sigs := make(chan os.Signal, 1)
	// done := make(chan bool, 1)

	// signal.Notify(sigs)
	// signal.Notify(sigs, os.Interrupt, os.Kill, syscall.SIGUSR1, syscall.SIGUSR2, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)
	signal.Notify(sigs, syscall.SIGUSR1, syscall.SIGUSR2, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM, syscall.SIGHUP, syscall.SIGQUIT)

	// go func() {
	// 	sig := <-sigs
	// 	fmt.Println(sig)
	// 	done <- true
	// }()
	go func() {
		for s := range sigs {
			switch s {
			case syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM, syscall.SIGHUP, syscall.SIGQUIT:
				fmt.Println("got signal and try to exit: ", s)
				do_exit()
			case syscall.SIGUSR1:
				fmt.Println("usr1: ", s)
			case syscall.SIGUSR2:
				fmt.Println("usr2: ", s)
			default:
				fmt.Println("other: ", s)
			}
		}
	}()


	fmt.Println("wait for signal")
	i := 0
	for {
		i++
		fmt.Println("times: ", i)
		time.Sleep(1 * time.Second)
	}
	// <- done
	fmt.Println("got signal and exit")
	fmt.Println("run done")
}
 
func do_exit() {
	fmt.Println("try do some clear jobs")
	fmt.Println("run done")
	os.Exit(0)
}

kill -USR1 pid 
usr1 user defined signal 1

kill -USR2 pid 
usr2 user defined signal 2

kill  -QUIT pid 
got signal and try to exit: quit
try do some clear jobs
run done

“Linux系統(tǒng)中的信號(hào)類型以及Go中的信號(hào)發(fā)送和處理”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！

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