c++ linux环境编程——linux信号（signal）

Bruce_kaizy2026-03-18 13:27

目录

注：版权声明

[|. Basic Concepts of Signals](#|. Basic Concepts of Signals)

[||.The type of signals](#||.The type of signals)

[Linux 常见信号速查表](#Linux 常见信号速查表)

解释一下几个重要的信号：

1.信号2：就是ctrl+c

2.信号9：

3.信号14：

4.信号15：就是缺省的信号

5.信号11：

[|||.Signal processing（处理）](#|||.Signal processing（处理）)

解释处理1：也有不终止进程的

解释处理2：

在这个函数中，参数是怎么传递的？？？

解释处理3：

解释：SIG_DFL函数

[IV. What is the use of signals](#IV. What is the use of signals)

注：版权声明

本文章内容均来自本人的个人笔记为个人学习总结，参考自B站课程：码农论坛《C++环境高级编程》。由于当时方便记笔记，笔记中部分图片来源于原课程视频截图，版权归原作者"码农论坛"及相关权利人所有。对于linux系统，文章中我用的ubuntu，up主用的centos，但原理是相同的，不影响技术学习。

根据《中华人民共和国著作权法》第二十四条规定，本笔记引用上述内容系为个人学习、研究之目的，属于"合理使用"范畴，不影响原作品的正常使用，亦不损害原著作权人的合法权益。

本笔记无任何商业用途，仅供个人学习交流。感谢原up主的课程分享！

|. Basic Concepts of Signals

信号（signal）是软件中断，是进程之间相互传递消息的一种方法，用于通知进程发生了事件，但是，不能给进程传递任何数据。信号产生的原因有很多，在Shell中，可以用kill和killall命令发送信号：

1.kill -信号的类型 进程编号

2.killall -信号的类型 进程名

先看代码：

运行程序后，执行一下命令：

在linux中信号缺省值是编号为15的信号，所以前两个效果一样，都是"已终止"

后两个：

使用kill杀死进程的方法：

运行test程序，尝试用步骤1的方法一杀死进程：

结果：

方法二：使用ps命令查看进程，在ps列表中找到./test进程编号即可！！！

ok！

注意，易混淆------注意：进程编号不是c++里的this_thread::get_id()!!!这是线程id不是进程编号！！！

||.The type of signals

Linux 常见信号速查表

信号名 信号值 默认动作（缺省动作） 发出信号的原因
SIGHUP 1 终止进程 终端挂起或控制进程终止
**SIGINT 2 终止进程 键盘中断 (Ctrl + C)
SIGQUIT 3 终止进程+内核转储 键盘退出键 (Ctrl + )
SIGILL 4 终止进程+内核转储 非法指令
SIGABRT 6 终止进程+内核转储 由 abort() 函数发出的退出指令
SIGFPE 8 终止进程+内核转储 浮点运算异常 (如除以0)
**SIGKILL 9 终止进程 强制杀死程序 (kill -9)
**SIGSEGV 11 终止进程+内核转储 无效内存引用 (如操作空指针、数组越界)
SIGPIPE 13 终止进程 管道破裂 (向无读取端的管道写数据)
**SIGALRM 14 终止进程 由 alarm() 函数设置的闹钟超时
**SIGTERM 15 终止进程 终止信号 (kill 或 killall 默认发送)
SIGUSR1 10 终止进程 用户自定义信号 1
SIGUSR2 12 终止进程 用户自定义信号 2
**SIGCHLD 17 忽略信号 子进程状态改变 (如结束、停止)
SIGCONT 18 继续进程 让一个被停止的进程继续执行
SIGSTOP 19 停止进程 停止进程 (不能被捕获或忽略)
SIGTSTP 20 停止进程 终端停止键 (Ctrl + Z)
SIGTTIN 21 停止进程 后台进程尝试从控制终端读取
SIGTTOU 22 停止进程 后台进程尝试向控制终端写入
其它信号 <=64 终止进程 系统自定义信号

默认动作补充说明 (对应表格中的描述):

  • 终止进程: 进程直接退出。

  • 终止进程+内核转储: 进程退出，并生成 core dump 文件用于事后调试。

  • 停止进程: 进程暂停执行，可以被 SIGCONT 信号恢复。

  • 忽略信号: 信号被丢弃，对进程无影响。

  • 特殊标志 : 这些信号 ( SIGKILL（9）, SIGSEGV（11）,SIGSTOP（19）) 自带 "不能被捕获" 和 "不能被忽略" 的特性，这是系统强制规则。

可以先不看信号的含义和用途，打**的是需要重点关注的！！！

第一列是已经定义好的宏，第二列是信号编号

结合下面的代码学习这一块！

信号值和信号名可以互相替换：

替换成：

解释一下几个重要的信号：

1.信号2：就是ctrl+c

2.信号9：

信号9的默认处理方式是进程被终止而且不能被捕获，不能被忽略。

先看一个示例代码，后续的操作都是根据这个代码来的：

cpp 复制代码 
#include<iostream>
#include<string>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h> 
#include<errno.h>
#include<thread>
#include<signal.h>
using namespace std;

void func(int signum)
{
  cout<<"接收到信号： "<<signum<<endl;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
  //使用signal函数来获取信号
  signal(1,func);
  signal(15,func);//当signal接收到了1，15的信号之后，就会运行func函数！！！
  
  while(true)
  {
    cout<<"程序执行了一次任务"<<endl;
    sleep(1);
  }
}

改动上面的部分代码，试图捕获9的信号：

编译运行，然后发送9的信号：

结果：

根本没有调用信号处理函数func！而是程序直接被杀死了。

所以这行代码是无效的！

尝试忽略9的信号：

编译运行，然后先发送2的信号：

程序没有任何反应：

表示2被成功忽略了

但是我发送9的信号：

服务程序直接被杀掉了

说明9是不能被忽略的！这行代码依然无效

3.信号14：

SIGALRM 14 终止进程 由闹钟alarm()函数发出的信号。

alarm() 函数定义在 <unistd.h>

同样程序也可以设置闹钟：

设置闹钟，参数为5，表示5s后向本程序发送信号14

编译运行：

5s后，闹钟响了。

使用闹钟的目的，是为了执行某些任务，比如以下代码;

cpp 复制代码 
#include<iostream>
#include<string>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h> 
#include<errno.h>
#include<thread>
#include<signal.h>
using namespace std;

void func(int signum)
{
  cout<<"接收到信号： "<<signum<<endl;
}
//增加函数func1，用于执行定时任务
void func1(int sig)
{
  cout<<"接收到信号："<<sig<<"，闹钟响了！"<<endl;
  alarm(5);//关键操作------ 重新设置一个 5 秒后的闹钟。如果没有这行，程序只会在启动后 5 秒触发一次 14 号信号；加了这行，每次触发闹钟后会 "续期"，实现每 5 秒触发一次的循环闹钟。
}

int main(int argc,char *argv[])
{
  //使用signal函数来获取信号
  signal(1,func);
  signal(15,func);//当signal接收到了1，15的信号之后，就会运行func函数！！！
  alarm(5);//闹钟，5s后会向本程序发送信号14,注意：alarm() 是 "一次性" 的 ------ 如果不在 func1 中     //重新调用 alarm(5)，只会触发一次 14 号信号。
//它是程序第一次触发 14 号闹钟信号的源头，没有这行代码，你的 func1 
//永远不会被调用，闹钟逻辑就完全失效了。

  //设置闹钟的处理信号
  signal(14,func1);
  
  while(true)
  {
    cout<<"程序执行了一次任务"<<endl;
    sleep(1);
  }
}

运行：

详细解释：

One：主函数中 alarm(5) 的核心作用

简单说：主函数里的 alarm(5) 是 "首次定时"，负责触发第一次 14 号信号；而 func1 里的 alarm(5) 是 "续期定时"，负责让闹钟每隔 5 秒循环触发。

拆解执行逻辑（没有主函数 alarm(5) 的情况）：

如果删掉主函数的 alarm(5)，程序运行后：

只会注册 14 号信号的处理函数 func1，但永远不会有操作系统给进程发 14 号信号；

func1 从头到尾不会被调用，"闹钟响了" 的提示永远不会出现；

程序只会一直打印 "程序执行了一次任务"，定时功能完全消失。

Two：为什么会循环调用闹钟？

因为当我第一次在主函数调用alarm之后，向程序发送信号14，接受信号，调用func1，但是在func1又调用了alarm，又发送了一次信号14，程序接受信号再次调用func1，如此循环！！！

假如我删去主函数的alarm，转变为手动发送信号14：

编译运行，刚开始没有调用任何闹钟：

切换另一个窗口，发送信号14：

程序就会成功调用信号14！

4.信号15：就是缺省的信号

5.信号11：

|-----------------|------------|------|-----------------------------------|
| SIGSEGV | 11 | 终止进程 | 无效的内存引用（数组越界、操作空指针和野指针等）。 |

就是在写程序的时候如果出现了内存泄漏等问题，系统就会发出信号11，终止进程并进行内核映像转储（core dump）。且不能被捕获，不能忽略！

|||.Signal processing（处理）

进程对信号的处理方法有三种：

1）对该信号的处理采用系统的默认操作，大部分的信号的默认操作是终止进程。

2）设置信号的处理函数，收到信号后，由该函数来处理。

3）忽略某个信号，对该信号不做任何处理，就像未发生过一样。

signal()函数可以设置程序对信号的处理方式。

函数声明：

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

参数signum表示信号的编号（信号的值）。

参数handler表示信号的处理方式，有三种情况：

1）SIG_DFL：恢复参数signum信号的处理方法为默认行为。

2）一个自定义的处理信号的函数，函数的形参是信号的编号。

3）SIG_IGN：忽略参数signum所指的信号。

解释处理1：也有不终止进程的

比如killall -17 test 执行程序不会被终止

解释处理2：

函数signal

代码（就是第一个，重温一下）：

cpp 复制代码 
#include<iostream>
#include<string>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h> 
#include<errno.h>
#include<thread>
#include<signal.h>
using namespace std;

void func(int signum)
{
  cout<<"接收到信号： "<<signum<<endl;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
  //使用signal函数来获取信号
  signal(1,func);
  signal(15,func);//当signal接收到了1，15的信号之后，就会运行func函数！！！
  
  while(true)
  {
    cout<<"程序执行了一次任务"<<endl;
    sleep(1);
  }
}

简单测试这个代码：

当输入其他除了15,1的信号时系统就会正常执行信号！

这个形参signum可以改为其他的形参！！！

在这个函数中，参数是怎么传递的？？？

传递方式：

这个参数不是你手动传递的，而是操作系统在触发信号处理函数时自动传递的，整个过程可以拆解为 3 步：

步骤 1：你注册信号处理规则

signal(15, func) 本质是告诉操作系统：

"如果我的程序收到 15 号信号，请调用 func 函数，并且把「15」这个信号编号作为参数传给 func。"

步骤 2：操作系统捕获信号

当你用 kill -15 PID 给程序发信号时，Linux 内核会识别到这个信号，并找到对应的进程（你的 test 程序）。

步骤 3：操作系统调用处理函数并传参

内核会暂停你程序的正常执行（比如暂停 while 循环），主动调用 func 函数，并把「信号编号」（比如 15）作为实参传给 func 的形参（不管你形参叫 signum 还是 s）。

解释处理3：

在代码中新增一个语句：

编译之后执行：

进程仍在进行！

这几个signal的本质：

解释：SIG_DFL函数

在func函数新增一条语句：

转换另一个窗口：

第一次执行信号1：

程序：

第二次执行信号1：

程序：

解释原因：

第一次发送信号1时，程序调用了func函数，把1的信号恢复成了默认的处理行为！

所以再次执行1时，就是系统的默认操作了！

IV. What is the use of signals

后台运行的服务程序，不能直接杀掉。

为什么呢？因为直接杀掉等于让它"猝死"------程序正在做的事还没收尾，文件可能没保存、网络连接可能没关闭，容易出问题。

更稳妥的做法是：给它发一个信号。

信号是什么？你可以把它理解成"给程序的一个暗号"。程序收到暗号后，会主动执行一段清理代码------保存数据、关闭连接、释放资源------然后再自己退出。这样就是"有计划地离开"。

另外，如果你想知道这个程序还在不在运行，可以发一个值为 0 的信号。它不会真的做什么，只会告诉你：我还活着。

看代码演示：

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
using namespace std;

void EXIT(int sig)
{
  cout << "收到了信号：" << sig << endl;
  cout << "正在释放资源，程序将退出......\n";

  // 以下是释放资源的代码。
//在实际开发中，有很多资源需要释放，比如保存数据，关闭文件，断开与数据库的连接，断开与网络的连接等等

  cout << "程序退出。\n";
  exit(0);  // 进程退出。
}

int main(int argc,char *argv[])
{
  // 忽略全部的信号，防止程序被信号异常中止。
  for (int ii=1;ii<=64;ii++) signal(ii,SIG_IGN);

  // 如果收到2和15的信号（Ctrl+c和kill、killall），本程序将主动退出。
  signal(2,EXIT);  signal(15,EXIT);

  while (true)
  {
    cout << "执行了一次任务。\n";
    sleep(1);
  }
}

编译运行，并按下ctrl+c

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