SIGINT 和linux中的其他终止信号

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1. 概述

在linux系统中，进程可以接收各种各样的信号，例如：SIGINT、SIGKILL。每一个信号在不同的情况下被发送并且每一个都会触发不同的行为。

在这篇文章中，我们将要讨论SIGINT、SIGTERM、SIGQUIT和SIGKILL。我们将要查看他们之间的不同之处。

2. 介绍“信号”

信号是进程之间交流的方式。当进程接收一个信号时，它会中断正在执行的程序并开始一个信号处理器的执行。

进程有怎样的行为通常取决于被接收的信号的类型。处理信号之后，进程可能继续或者中断它的正常运行。

例如，当一个进程尝试执行除以0的算法时，会接收到来自linux内核发送的SIGFPE信号。

我们也可以通过kill命令发送信号。在后台运行一个简单脚本并停止它。

$ (sleep 30; echo "Ready!") &
[1] 26929
$ kill -SIGSTOP 26929
[1]+  Stopped                 ( sleep 30; echo "Ready!" )sh

现在，我们用SIGCONT信号执行这个脚本。

$ kill -SIGCONT 26929
Ready!
[1]+  Done                    ( sleep 30; echo "Ready!" )

或者，我们可以在终端通过组合键发送信号。例如，Ctrl+C 发送 SIGINT, Ctrl+S 发送 SIGSTOP, Ctrl+Q 发送 SIGCONT。

每一个信号有一个默认的行为，但是进程可以重写默认行为修改其默认处理方式活着忽视它。可是，一些信号不可以被忽视或者被修改处理方式，其默认行为是一直被执行的。

我们可以在bash中用trap命令处理信号。例如，我们可以在脚本中添加trap date SIGINT，那么当SIGINT命令被接收的时候，程序就会输出日期。

3. SIGINT

SIGINT是当我们按压Ctrl+C时发送的信号。它的默认操作是终止进程。可是，一些程序会重载这个默认操作并用不同的方式来处理。

一个常见的例子就是bash解释器。当我们按压Ctrl+C时，程序不会退出，取而代之，它输出一行新的并且空的提示符。另一个例子就是当我们用gdb调试程序，我们通过Ctrl+C发送SIGINT信号去停止正在执行的gdb的解释器并返回它。

我们可以认为SIGINT被用户发送的中断请求。它怎样处理通常依赖于这个程序和场景。

用trap命令修改handle_sigint.sh脚本去处理SIGINT并输出当前日期。

#!/bin/bash

trap date SIGINT

read input
echo User input: $input
echo Exiting nowbash

我们通过读输入去等待用户交互。现在，运行脚本并按压Ctrl+C:

$ ./handle_sigint.sh 
^CSat Apr 10 15:32:07 -03 2021

我们可以看到这个脚本不存在。我们现在可以通过输入一些内容去中断脚本。

$ ./handle_sigint.sh 
^CSat Apr 10 15:32:07 -03 2021
live long and prosper
User input: live long and prosper
Exiting nowbash

如果我们想用信号去中断它，我们不可以用SIGINT去处理这个脚本。我们可以用SIGTERM、SIGQUIT、或者SIGKILL来代替。

4. SIGTERM和SIGQUIT

SIGTERM和SIGQUIT信号是中断进程的意思。在这个情况下，我们特别要求完成它。SIGTERM是我们用kill命令时的默认信号。

这两个信号的默认行为都是去中断进程。可是，SIGQUIT在退出之前也会产生一个核心转储。

当我们发送SIGTERM信号，进程在退出之前有时执行一个清理程序。

我们也可以处理SIGTERM去要求在退出之前做确认。修改handle_sigterm.sh脚本，设置只有当用户发送两次信号后才中断程序。

#!/bin/bash

SIGTERM_REQUESTED=0
handle_sigterm() {
    if [ $SIGTERM_REQUESTED -eq 0 ]; then
        echo "Send SIGTERM again to terminate"
        SIGTERM_REQUESTED=1
    else
        echo "SIGTERM received, exiting now"
        exit 0
    fi
}

trap handle_sigterm SIGTERM

TIMEOUT=$(date +%s)
TIMEOUT=$(($TIMEOUT + 60))

echo "This script will exit in 60 seconds"
while [ $(date +%s) -lt $TIMEOUT ]; do
    sleep 1;
done
echo Timeout reached, exiting nowbashshell

现在，在后台执行$ ./handle_sigterm.sh &.，然后运行 $ kill <PID>两次。

$ ./handle_sigterm.sh &
[1] 6092
$ kill 6092
Send SIGTERM again to terminate
$ kill 6092
SIGTERM received, exiting now
[1]+  Done                    ./handle_sigterm.sh

正如我们所看到的，这个脚本在接收到两次SIGTERM信号后退出了。

5. SIGKILL

当一个进程接收到SIGKILL时，它会被中断。这是一个不可被忽视和修改行为的特殊信号。

我们用这个信号强制性的终止进程。当程序不可以执行任何清理程序的时候我们应该小心。

适用SIGKILL一个常见的方式是首先发送SIGTERM命令。我们给进程一些时间去退出。我们也可以多次发送SIGTERM。如果这个进程不能自己去结束，我们再通过SIGKILL去退出它。

重写上一个例子，试着去处理SIGKILL，要求在退出的时候进行确认。

#!/bin/bash

SIGKILL_REQUESTED=0
handle_sigkill() {
    if [ $SIGKILL_REQUESTED -eq 0 ]; then
        echo "Send SIGKILL again to terminate"
        SIGKILL_REQUESTED=1
    else
        echo "Exiting now"
        exit 0
    fi
}

trap handle_sigkill SIGKILL

read input
echo User input: $inputbash

现在，在终端运行脚本，用 $ kill -SIGKILL <pid>发送SIGKILL信号。

我们发现，程序没有任何要求重新发送信号的请求，立刻终止。

6. SIGINT和SIGTERM、SIGQUIT、SIGKILL之间的关系

现在关于信号，我们了解了更多，也可以明白他们相互之间的联系。

SIGINT、SIGTERM、SIGQUIT、SIGKILL的默认行为是中断程序。可是，SIGTERM、SIGQUIT、SIGKILL是作为中断进程的信号被定义的，但是SIGINT是作为来自用户的中断请求被定义的。

其中，如果我们发送SIGINT（或者按Ctrl+C），根据这个程序和情况，可能会有不同的行为。因此，我们不能完全的依靠SIGINT去结束进程。

当SIGINT意图作为用户发送的信号时，通常进程之间的交互是通过其他信号进行的。例如，一个父进程通常发送SIGTERM去中断它的子进程，即使SIGINT有同样的作用。

SIGQUIT在被调用的时候生成一个核心转储。

现在，我们可以明白，在SIGKILL之前，我们应该选择SIGTERM去结束程序。当一个进程有机会优雅的结束运行时，SIGTERM是更好的方式。

当一个进程可以重载SIGINT、SIGTERM、SIGQUIT的默认行为时，他们其中的任何一个可能都无法结束程序。还有，如果程序是挂起的，它可能无法响应其中的任何信号。在这种情况下，我们可以用SIGKILL作为最后的程序去终止这个进程。

7. 结论

在这篇文章中，我们学到了信号以及SIGINT、SIGTERM、SIGQUIT、SIGKILL之间的不同。另外，我们也简单学习了如何在bash中处理信号。

我们学到，当SIGINT有一个不同的意味时可能无法杀死进程。另一方面，SIGKILL将一直可以终止进程。

我们也了解到了SIGQUIT默认生成一个核心转储并且SIGTERM是杀死进程的更好方法。