4.2.4 信号机制概述：信号分类与默认行为

信号（signal）是内核向进程发送的异步事件通知机制，用于告知进程发生了特定事件或请求其采取动作。信号既是进程间通信手段，也是内核控制进程的重要方式。每个信号都有编号、名称与默认行为，进程可选择捕获、忽略或使用默认处理方式（部分信号不可被捕获或忽略）。

原理草图：信号流转与默认行为#

信号分类#

致命类（Terminating）：默认终止进程，常用于异常或结束指令，如 SIGTERM、SIGINT、SIGHUP。
致命并生成核心转储（Core Dump）：默认终止并生成 core 文件，便于排查，如 SIGSEGV、SIGABRT、SIGFPE、SIGILL。
停止类（Stop）：使进程暂停运行，需 SIGCONT 恢复，如 SIGSTOP、SIGTSTP、SIGTTIN、SIGTTOU。
继续类（Continue）：使停止的进程继续运行，如 SIGCONT。
用户自定义类（User-defined）：预留给应用自定义用途，如 SIGUSR1、SIGUSR2。

默认行为与可处理性#

可捕获/可忽略：大多数信号可通过处理函数或忽略改变默认行为。
不可捕获/不可忽略：SIGKILL 与 SIGSTOP 由内核强制执行，常用于无法被应用拦截的强制终止或停止。
默认行为可变：不同信号默认行为不同，应用应明确处理关键业务信号（如优雅退出、重载配置）。

常见信号与默认行为速览#

SIGTERM（15）：请求终止，默认终止；适合优雅退出。
SIGKILL（9）：强制终止，不可捕获/忽略。
SIGINT（2）：终端中断（Ctrl+C），默认终止。
SIGHUP（1）：挂起/重载，默认终止，常用于重载配置。
SIGQUIT（3）：退出并生成 core。
SIGSEGV（11）：段错误，终止并生成 core。
SIGABRT（6）：异常终止，终止并生成 core。
SIGSTOP（19）：停止进程，不可捕获/忽略。
SIGTSTP（20）：终端停止（Ctrl+Z），可捕获/忽略。
SIGCONT（18）：继续进程运行。

命令示例：查看信号与发送信号#

# 1) 查看系统支持的信号列表
kill -l

# 2) 启动一个示例进程（占位）
sleep 300 &
echo "PID=$!"

# 3) 发送优雅终止信号
kill -TERM <PID>

# 4) 发送强制终止信号（仅在无响应时使用）
kill -KILL <PID>

命令解释
- kill -l：列出信号名称与编号。
- kill -TERM <PID>：发送 SIGTERM，应用可捕获做清理。
- kill -KILL <PID>：发送 SIGKILL，内核强制终止。

示例：模拟停止与继续#

# 启动进程
sleep 300 &
PID=$!

# 发送停止信号
kill -STOP $PID

# 查看进程状态，T 表示停止
ps -o pid,stat,cmd -p $PID

# 继续运行
kill -CONT $PID

示例：自定义信号处理（bash）#

# 文件: /tmp/signal_demo.sh
#!/usr/bin/env bash
trap 'echo "收到 SIGTERM，执行清理"; exit 0' TERM
trap 'echo "收到 SIGUSR1，执行自定义动作"' USR1

echo "PID=$$，运行中..."
while true; do
  sleep 2
done

chmod +x /tmp/signal_demo.sh
/tmp/signal_demo.sh &
PID=$!

# 触发自定义信号
kill -USR1 $PID

# 优雅退出
kill -TERM $PID

运维视角要点#

优雅退出：优先使用 SIGTERM，便于应用释放资源、写入状态。
强制终止：仅在 SIGTERM 无效时使用 SIGKILL。
配置重载：许多服务将 SIGHUP 作为重载信号。
诊断崩溃：core dump 类信号有助于定位程序缺陷。

排错清单#

信号未生效：确认 PID 正确、权限足够（非 root 无法操作他人进程）。
进程“无法杀死”：检查是否处于 D 状态（不可中断睡眠），需排查底层 I/O。
重载无效：确认服务是否支持 SIGHUP，必要时查看官方文档。
core 不生成：检查 ulimit -c 与 core_pattern 配置。

练习#

使用 sleep 300 启动进程，分别发送 SIGSTOP、SIGCONT，观察 ps 状态变化。
编写一个 trap 脚本捕获 SIGUSR1，并记录到日志文件中。
使用 kill -l 查询 SIGTSTP 的编号，并用编号方式发送信号。