Linux信号表是Linux系统中进程间通信和内核控制进程的重要机制，它定义了操作系统可以向进程发送的多种通知类型，每个信号都有唯一的编号和名称，用于实现进程同步、异常处理、资源管理等核心功能，理解Linux信号表不仅有助于系统管理员排查问题,也是开发人员进行底层编程的基础。
信号的基本概念与作用
信号是Linux/Unix系统中的一种异步通信方式，与管道、消息队列等同步通信机制不同，信号不需要进程通过系统调用来主动接收，而是由内核或特定事件触发后直接发送给目标进程，其核心作用包括：通知进程某事件发生（如子进程终止）、强制进程执行特定操作（如终止、暂停）、处理异常情况（如非法内存访问）等。
每个信号都有一个唯一的整数值（1-31为传统实时信号，34-64为POSIX实时扩展信号）和对应的符号名称（如SIGINT、SIGKILL），这些定义在<signal.h>头文件中，进程可以通过三种方式处理信号：忽略（但SIGKILL和SIGSTOP不可忽略）、执行默认操作（如终止进程）或自定义处理函数（通过signal()或sigaction()系统调用）。
Linux信号表的核心内容
Linux信号表根据信号特性可分为传统信号（不可靠信号）和实时信号（可靠信号），其中传统信号1-31是早期Unix系统定义的，而实时信号34-64（RTMIN到RTMAX）是后续扩展，支持信号排队和携带数据，解决了传统信号可能丢失的问题，以下对常用传统信号进行详细解析：
与进程控制相关的信号
- SIGHUP（1）：挂起信号，当终端关闭或用户退出登录时，内核会向该终端下的所有进程发送此信号，常用于守护进程的重新加载配置（如nginx、sshd等进程会捕获此信号并重启自身）。
- SIGINT（2）：中断信号，当用户按下
Ctrl+C时，终端驱动程序发送此信号给前台进程组，默认终止进程，多数交互式程序（如shell命令）会捕获此信号并执行清理操作后退出。 - SIGQUIT（3）：退出信号，用户按下
Ctrl+\时触发，默认终止进程并生成核心转储文件（core dump），用于调试程序异常退出原因。 - SIGKILL（9）：强制终止信号，不可被忽略或捕获，内核会立即终止目标进程，常用于无响应进程的强制结束。
- SIGTERM（15）：终止信号，默认终止进程，但可被进程捕获并执行清理操作（如关闭文件、释放资源），是管理员优雅关闭进程的首选（如
kill命令默认发送此信号）。 - SIGSTOP（17）：暂停信号（不可中断），暂停进程执行，不可被忽略或捕获，需通过
SIGCONT恢复。 - SIGTSTP（18）：终端停止信号，用户按下
Ctrl+Z时触发，默认暂停前台进程（如将vim送入后台），常用于任务切换。 - SIGCONT（19）：继续信号，恢复之前暂停（SIGSTOP/SIGTSTP）的进程执行。
与异常处理相关的信号
- SIGSEGV（11）：段错误信号，当进程访问未授权内存地址（如野指针、数组越界）时触发，默认终止进程并生成core dump。
- SIGFPE（8）：浮点异常信号，如除零错误、浮点溢出等数学运算异常时触发。
- SIGBUS（7）：总线错误信号，进程访问内存地址未对齐或访问不存在的物理内存时触发（如硬件地址映射问题）。
- SIGPIPE（13）：管道破裂信号，当进程向已关闭读端的管道写入数据时触发，默认终止进程（如网络编程中未处理客户端断开连接时的写操作）。
与系统资源及状态相关的信号
- SIGUSR1（10）、SIGUSR2（12）：用户自定义信号，应用程序可自行定义其用途，用于进程间自定义通信（如通知子进程重新加载配置）。
- SIGCHLD（17）：子进程状态改变信号，当子进程终止、暂停或恢复时，内核向父进程发送此信号，父进程可通过
wait()或waitpid()回收子进程资源（避免僵尸进程）。 - SIGALRM（14）：定时器信号，由
alarm()或setitimer()设置的超时触发，用于实现定时任务或超时控制。 - SIGVTALRM（26）：虚拟定时器信号，进程在用户空间运行时触发的定时器（区别于SIGALRM的实时时间）。
信号的处理机制与编程实践
信号的处理流程可概括为：内核触发信号→目标进程进入内核态→检查信号处理方式（默认/忽略/自定义）→执行对应操作（如调用信号处理函数），需要注意的是，信号处理函数的编写需遵循异步信号安全原则（避免调用非async-safe函数，如printf()、malloc()），并考虑信号屏蔽字（sigprocmask）的设置，防止竞态条件。
自定义信号处理函数的基本步骤：
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
void sig_handler(int signo) {
if (signo == SIGINT) {
printf("Caught SIGINT!\n");
exit(0);
}
}
int main() {
if (signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR) {
perror("signal error");
return 1;
}
while(1); // 等待信号
return 0;
}
上述代码捕获SIGINT信号后，打印信息并退出，而非默认的终止行为。
对于管理员而言，可通过kill命令发送信号（如kill -9 PID强制终止进程，kill -15 PID优雅终止），或killall根据进程名批量发送信号，调试时，gdb支持信号调试（如handle SIGINT stop让调试器在捕获SIGINT时暂停）。
信号的注意事项与最佳实践
- 信号可靠性：传统信号（1-31）不支持排队，多次发送同一信号可能只被处理一次；实时信号（34-64）支持排队，适合需要可靠传输的场景。
- 不可屏蔽信号：SIGKILL和SIGSTOP无法被忽略或捕获，是内核保留的终极控制手段。
- 信号处理函数的原子性：处理函数应尽量简短，避免复杂逻辑，防止因信号嵌套导致栈溢出或死锁。
- 信号屏蔽与恢复：使用
sigaction()的sa_mask字段可临时屏蔽特定信号，处理完成后需恢复信号掩码。 - 僵尸进程处理：父进程需捕获SIGCHLD信号并在处理函数中调用
wait()回收子进程资源，避免僵尸进程占用系统PID表。
Linux信号表是操作系统与进程交互的核心接口，涵盖了从基础进程控制到异常处理的广泛场景，无论是系统运维中的进程管理，还是应用程序中的异步事件处理，信号机制都发挥着不可替代的作用，深入理解信号的含义、处理机制及编程规范，不仅能提升系统稳定性，也为复杂场景下的程序设计提供了重要工具，在实际应用中，需根据场景选择合适的信号类型，并严格遵循信号处理的最佳实践,确保系统的可靠性和安全性。
