Shell 脚本中的信号与 trap：从 Ctrl+C 到优雅退出

在日常的 Linux 自动化脚本编写中，我们往往更关注"主流程是否跑通"，却容易忽略一个问题：脚本是如何结束的 。

现实环境中，脚本很少总是"正常跑完"------它可能被用户中断、被系统终止、被服务管理器停止，甚至在异常情况下提前退出。如果没有针对这些场景做处理，临时文件、锁、子进程和系统状态就可能被遗留下来，久而久之演变成难以排查的问题。

Linux 提供的信号（Signal）机制 ，正是操作系统与进程之间进行"异常沟通"的基础；而 Shell 中的 trap，则是我们在脚本层面对这些信号进行响应的核心工具。理解并正确使用 trap，不仅可以让脚本在被打断时优雅退出，更是判断一个脚本是否具备工程质量的重要标准之一。

一、为什么需要了解信号与 trap？

在真实的自动化运维、测试、部署脚本中，**脚本很少是"跑完就结束"**的：

用户按下 Ctrl + C
系统重启 / 服务停止
Docker 容器被 stop
脚本被 kill 掉
发生异常提前退出

如果不做处理，常见问题包括：

临时文件残留
锁文件未释放
子进程变成僵尸进程
硬件/设备状态未恢复

👉 Linux 信号 + trap 是解决这些问题的标准机制。

二、Linux 常见信号速查表

1️⃣ 最常用、最重要的信号

信号	编号	含义	典型触发场景
SIGINT	2	中断	Ctrl + C
SIGTERM	15	终止（可捕获）	kill / systemd stop
SIGQUIT	3	退出并生成 core	Ctrl + \
SIGKILL	9	强制终止	kill -9
SIGSTOP	19	强制暂停	kill -STOP

📌 重点记忆：

SIGINT / SIGTERM 可 trap
SIGKILL / SIGSTOP 不可 trap

2️⃣ 脚本中常见的其他信号

信号	含义	说明
SIGHUP	终端挂起	SSH 断开、守护进程
SIGPIPE	管道断开	管道下游提前退出
SIGALRM	定时器到期	alarm / timeout
SIGCHLD	子进程退出	回收子进程

三、trap 是什么？

脚本中优雅退出与资源清理的核心机制

trap 用来捕获指定信号，并在信号发生时执行自定义命令或函数。

四、trap 基本语法

1️⃣ 标准语法

bash 复制代码

trap 'command' SIGNAL [SIGNAL ...]

也可以写成：

bash 复制代码

trap command SIGNAL [SIGNAL ...]

2️⃣ 使用函数（推荐）

bash 复制代码

cleanup() {
    echo "Doing cleanup..."
}

trap cleanup SIGINT SIGTERM

📌 工程脚本中，99% 推荐用函数而不是单行命令。

五、最重要的 trap 使用场景

场景 1：脚本被中断时清理资源（最常见）

bash 复制代码

cleanup() {
    rm -f /tmp/tmpfile
}

trap cleanup SIGINT SIGTERM

✔ Ctrl + C

✔ kill

✔ 服务停止

都会触发清理

场景 2：保证脚本正常退出也执行清理（EXIT）

bash 复制代码

cleanup() {
    echo "Exit cleanup"
}

trap cleanup EXIT

情况	是否触发
正常结束	✅
exit	✅
return	✅

⚠️ EXIT ≠ 信号，但非常实用

场景 3：组合使用（推荐写法）

bash 复制代码

trap cleanup SIGINT SIGTERM EXIT

👉 无论异常还是正常退出，都执行 cleanup

场景 4：子进程回收（自动化脚本必备）

bash 复制代码

cleanup() {
    pkill -P $$
}

trap cleanup SIGINT SIGTERM

避免：

后台进程遗留
僵尸进程

六、trap 的高级用法

1️⃣ 忽略某个信号

bash 复制代码

trap '' SIGINT

Ctrl + C 将被忽略（慎用）

2️⃣ 恢复默认行为

bash 复制代码

trap - SIGINT

3️⃣ 捕获多个信号

bash 复制代码

trap cleanup SIGINT SIGTERM SIGHUP

4️⃣ 使用信号编号（不推荐）

bash 复制代码

trap cleanup 2 15

七、哪些信号 trap 不住？

bash 复制代码

SIGKILL (9)  ❌
SIGSTOP     ❌

原因：这是内核级强制控制信号，用户态程序无法拦截

八、总结

Linux 信号定义了"程序如何被打断"， trap 决定了"脚本被打断时如何善后"。

写好 trap，是区分"能跑的脚本"和"工程级脚本"的关键。