Linux：进程信号（一.认识信号、信号的产生及深层理解、Term与Core）

信号是什么

在 Linux 里，进程之间可以通过信号（signal）通信，用来传递"某件事发生了"这类异步通知。信号是一种很轻量的通信机制——不传数据，只传一个编号，告诉对方"该处理一下了"。

信号有三个特点值得先记住：

• 异步：信号什么时候来，接收方提前不知道。接收方在执行自己的任务，信号可能随时插进来。
• 不阻塞主流程：进程收到信号后不会"暂停手上的活"去等待，信号通常被记下来，等合适的时机再处理。
• 有默认行为：每个信号都有约定好的默认动作，比如终止进程、终止并生成 core、忽略等。

用 kill -l 可以看到系统支持的全部信号：

kill -l

规律是：编号 1–31 是普通信号（非实时信号），34–64 是实时信号（RT signal）。其中没有 0，32 和 33 也不被用作普通信号编号。信号既可以用数字写，也可以用名字写（比如 -9 和 -KILL 等价），本质上名字就是宏定义。

进程是怎么"看待"信号的

很多教材会写这样一段话，理解它其实就理解了信号的整个生命周期：

1. 信号没来的时候，进程就已经知道来了该怎么办。进程可以提前用 signal() 或 sigaction() 注册处理函数，也可以保持默认行为。
2. 进程能识别信号。系统给每个信号定义了编号和默认动作，比如 SIGINT 默认终止、SIGKILL 默认立即终止且不可捕获。
3. 信号来了如果正忙，得先存着。这就是信号的异步性：进程正在跑关键逻辑，来不及处理时内核先把信号挂起，等程序执行到可以中断的点再处理。
4. 信号到了不一定要立刻处理，可以挑时间。处理时机由内核和用户态程序共同决定，这也是异步事件编程的灵活性所在。
5. 信号的产生无法精确预料，所以必然是异步发送的。

换句话说：信号由其他进程、用户操作或内核事件产生，接收方在信号到达前可能一直在忙自己的事，处理靠的是注册好的回调。

信号的产生方式

方式一：通过 signal() 注册处理函数

signal() 是最常用的注册接口，原型如下：

#include <signal.h>

typedef void (*sighandler_t)(int);

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

参数与含义：

• signum：信号编号，既可以是 SIGINT 这类宏，也可以是数字。
• handler：处理函数指针，原型是 void handler(int signo)；也可以是两个特殊值 SIG_IGN（忽略该信号）和 SIG_DFL（恢复默认行为）。

返回值：返回该信号此前注册的处理函数（一个函数指针）；此前没有注册过则返回 SIG_DFL。

三种注册形态：

• 传自定义函数指针 → 收到信号时调用它。
• 传 SIG_IGN → 收到信号直接丢弃，不做任何处理。
• 传 SIG_DFL → 交回系统默认动作，通常是终止进程。

注意一点：注册动作本身不会立刻执行处理函数，只有真正收到对应信号时才会触发。注册了 SIGINT 的处理函数而进程一辈子没收到 SIGINT，那个函数永远不会被调用。

完整的表述就是：先定义一个处理函数（比如专门处理 SIGINT 的函数），再用 signal() 把它注册到 SIGINT 上；之后进程收到 SIGINT，内核就转去执行这个函数。

方式二：kill 命令 / kill() 函数

kill 这个名字容易误导，它不一定"杀进程"，本质是给进程发信号。基本语法：

kill [选项] <pid>

目标进程 ID 用 ps、pgrep 等命令查到。常见写法：

kill 1234              # 默认发 SIGTERM(15)
kill -9 1234           # SIGKILL，不可捕获、不可忽略
kill -19 1234          # SIGSTOP，暂停进程
kill -TERM 1234        # 用信号名也行

方式三：终端按键

键盘组合键由终端驱动程序翻译成信号：

• Ctrl + C → 内核向当前前台进程组发送 SIGINT（编号 2），通常导致进程终止，效果类似主动退出。
• Ctrl + \ → 发送 SIGQUIT（编号 3），请求进程退出；与 SIGINT 不同，SIGQUIT 在 core dump 开启的情况下会生成 core 文件。

一条完整的链路就是：按键 → 操作系统解释成某种信号 → 发给目标进程 → 进程收到 → 走处理逻辑。

方式四：程序异常与内核事件

除了人为发送，还有几类来源：访问非法内存触发 SIGSEGV（段错误）、浮点异常触发 SIGFPE、子进程退出给父进程发 SIGCHLD、定时器到点发 SIGALRM、管道读端全关闭写端收到 SIGPIPE。这些在系统编程里非常常见。

Term 与 Core：信号默认动作的区别

信号的默认动作有几种，最常被问到的是 Term 和 Core 这两个：

• Term（Terminate）：直接终止进程，不做 core dump。SIGTERM（15）属于这一类——这也是 kill 不带参数的默认信号。它"温和"的地方在于进程有机会在退出前清理资源、落盘、关闭连接。
• Core（Core dump）：终止进程，同时把进程当时的内存映像写成一个 core 文件，供后续调试。SIGQUIT（3）、SIGABRT（6）、SIGSEGV（11）都落在这个类别。

所以 kill -QUIT 和 kill -TERM 看起来都是"让它退出"，但前者会留下 core 文件，后者不会。调试线上崩溃时，core 文件往往才是线索来源。

不过现在默认基本拿不到 core 文件，原因通常是：

• ulimit -c 为 0（最常见），用 ulimit -c unlimited 打开即可。
• 内核参数 kernel.core_pattern 指向了某个程序（如 systemd-coredump、apport）接管，core 被转存到别处而非当前目录。
• 生产容器里通常把 core 关掉以省空间。

用 cat /proc/sys/kernel/core_pattern 和 ulimit -c 两条命令就能确认当前环境是否留 core。

哪些信号抓不住

有两个例外必须记住：

• SIGKILL（9）：既不能捕获也不能忽略，进程一定死。正因如此，它成了"强制结束"的兜底手段，也意味着进程没有清理的机会。
• SIGSTOP（19）：同样不可捕获、不可忽略，会把进程完全暂停（不是终止）。

所以正确的停止姿势是：先 kill（SIGTERM）给进程优雅退出的机会，超时还没退，再上 kill -9。运维里"服务 kill 不掉"的九成情况，都是直接跳过了 SIGTERM 那一步。

一个最小示例

下面的程序注册了对 SIGINT 的处理，收到信号时打印一行提示而不是直接退出：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

void handler(int signum)
{
    printf("收到信号 %d，正在清理...\n", signum);
}

int main()
{
    signal(SIGINT, handler);
    printf("pid=%d，试试 Ctrl+C\n", getpid());
    while (1) {
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行后按 Ctrl+C，进程打印提示但不会退出；再发一次真正的终止信号（或用 kill -9）才会结束。

实际生产中更推荐 sigaction() 而不是 signal()：它的语义更明确，而且能保证信号处理函数在执行期间不会自己被同一个信号打断（配合 sigset_t 屏蔽字使用），是POSIX 推荐的做法。

小结

信号是 Linux 进程间最轻量的异步通信方式：编号 1–31 为普通信号、34–64 为实时信号；产生来源包括键盘组合键、kill 命令、别的进程 kill() 调用以及内核异常事件；处理靠 signal() / sigaction() 注册回调；默认动作里 Term 是直接终止，Core 会额外留下 core 文件。

最实用的三条经验：优雅退出用 SIGTERM、进程卡死才用 SIGKILL、怀疑段错误时先确认 ulimit -c 与 core_pattern 有没有打开，否则 core 文件根本不会生成。

（本文由 qidao123.com企服评测-应用市场 编辑提示整理：示例基于 Linux/GNU C 环境，编译可用 gcc main.c -o main，信号编号以 x86_64 Linux 的 1–31 普通信号为准。）