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C++面试题：Linux系统信号详解

news 来源：原创 2025/6/1 17:11:40

在C++面试中，理解Linux信号机制是考察系统编程能力的关键点之一。

信号（Signal）是Linux中进程间通信的异步通知机制，用于处理突发事件（如中断、异常或强制终止）。

以下是Linux系统常见信号的分类、含义及典型应用场景，基于最新POSIX标准和常见实现整理。信号分为普通信号（编号1-31）和实时信号（32-64），本文重点介绍31个普通信号。

信号本质：软中断，由内核、用户或其他进程发送，通知目标进程状态变化（如终端断开、内存错误等）
处理方式：
- 默认动作：终止进程（Term）、生成核心转储（Core）、忽略（Ignore）、停止（Stop）或继续（Continue）
- 自定义处理：通过signal()或sigaction()注册处理函数，但SIGKILL和SIGSTOP不可被捕获、阻塞或忽略
查看命令：终端执行 kill -l 可列出所有信号

以下是面试中最常涉及的信号，包括编号、名称、触发原因及默认动作：

编号	信号名称	触发原因	默认动作
1	`SIGHUP`	终端挂断（如SSH断开）、守护进程重载配置（如Nginx刷新）	终止进程
2	`SIGINT`	用户输入`Ctrl+C`中断前台进程	终止进程
3	`SIGQUIT`	用户输入`Ctrl+\`退出进程	终止并生成core
4	`SIGILL`	执行非法指令（如CPU不支持的指令）	终止并生成core
6	`SIGABRT`	调用`abort()`函数或断言失败	终止并生成core
8	`SIGFPE`	算术错误（如除零、浮点溢出）	终止并生成core
9	`SIGKILL`	`kill -9`强制终止进程（不可捕获）	立即终止
11	`SIGSEGV`	非法内存访问（如空指针解引用、缓冲区溢出）	终止并生成core
13	`SIGPIPE`	向无读端的管道写入数据（如网络连接断开后继续写）	终止进程
14	`SIGALRM`	定时器到期（由`alarm()`或`setitimer()`设置）	终止进程
15	`SIGTERM`	默认终止信号（`kill`命令不加参数时发送），允许进程清理资源	终止进程
17	`SIGCHLD`	子进程终止或停止时通知父进程	忽略
18	`SIGCONT`	恢复被暂停的进程（如`fg`命令）	继续执行
19	`SIGSTOP`	暂停进程（不可捕获，`Ctrl+Z`触发`SIGTSTP`）	停止进程
20	`SIGTSTP`	终端暂停信号（`Ctrl+Z`）	停止进程

注：

生成core文件：用于调试，记录进程崩溃时的内存状态（需系统配置允许）
不可靠信号：编号1-31的信号可能丢失（如连续发送时），而实时信号（32+）支持排队

在C++系统编程中，需掌握信号处理函数：

#include <csignal>
void handler(int sig) { /* 自定义逻辑 */ }
signal(SIGINT, handler);  // 捕获SIGINT

发送信号：
- 终端：kill -<信号编号> <PID>
- 代码：kill(<PID>, SIGTERM) 或 raise(SIGABRT)（向自身发送）
注意事项：
- 信号处理函数应避免复杂操作（如调用非异步安全函数），否则可能引发重入问题。
- 多线程中信号处理需谨慎，建议使用pthread_sigmask屏蔽信号

SIGKILL vs SIGTERM：
- SIGTERM允许进程优雅退出（可自定义清理）；SIGKILL强制终止（内核直接回收资源）
信号屏蔽：
- 使用sigprocmask阻塞信号（如防止SIGINT中断关键代码），sigpending检查未决信号
实际应用场景：
- 服务器：SIGHUP重载配置，SIGCHLD回收子进程资源。
- 调试：SIGSEGV定位内存错误，SIGTRAP（5）配合断点调试