【IPC 通信】信号处理接口 Signal API（7）

收发信号思想是 Linux 程序设计特性之一，一个信号可以认为是一种软中断，通过用来向进程通知异步事件。

本文讲述的信号处理内容源自 Linux man。本文主要对各 API 进行详细介绍，从而更好的理解信号编程。

exit(5)

遵循 C11， POSIX.1 - 2008

1.库

标准 c 库，libc, -lc

2.接口定义

       #include <stdlib.h>

       [[noreturn]] void exit(int status);

3.接口描述

exit() 函数会导致普通程序终止并将 status 的低字节返回给父进程。

通过 atexit(3) 和 on_exit(3) 注册的所有函数都会被调到，顺序和注册顺序相反。如果这些函数中有函数没有返回（比如调用了 _exit(2) 或者使用信号杀死了自己），那么剩下的函数都不会调用，剩下的退出过程也会跳过（比如刷新 stdio(3) 流等）。如果一个函数通过上面方式注册了多次，那么每次都会被调用。

所有打开的 stdio(3) 流都会被刷新并关闭。通过 tmpfile(3) 创建的文件会被删除。

C 标准规定了两个常量，EXIT_SUCCESS 和 EXIT_FAILURE，可以用来传递给 exit() 指示成功还是失败。

4.返回值

exit() 函数不会返回。

5. 属性

接口	属性	值
exit()	线程安全	MT-Unsafe race:exit

exit() 不是线程安全的，会引起数据竞争问题，关于数据可以参考 attributes(7)，在前几篇文章中也有介绍。

6.注意

如果通过 atexit(3) 或者 on_exit(3) 注册的函数调用 exit() 或者 longjmp(3)，那么产生的行为是未定义的。值得注意的是，调用 execve(2) 会移除通过 atexit(2) 和 on_exit(3) 注册的函数。

使用 EXIT_SUCCESS 和 EXIT_FAILURE 比用 0 或者非零值（1 或 -1）更具有移植性，尤其是 VMS 会使用不一样的使用习惯。

BSD 尝试标准化了退出码（GNU C 库已经采用了），可以参考 <sysexits.h>。

exit() 调用后，退出状态必须传递给父进程。主要有三种情况：

如果父进程设置 SA_NOCLDWAIT 或者设置了 SIGCHLD 的处置函数为 SIG_IGN，那么状态会被忽略，子进程立即死掉
如果父进程正在等待子进程，那么父进程会得到这个退出状态，子进程立即死掉
否则，子进程变成僵尸进程：子进程的大多数资源被回收了，但是系统进程表中的进程槽会保留，来存储一小部分进程信息。这样主要是等待后面父进程通过 waitpid(2)（或者其他函数）来获得子进程的退出信息，那时僵尸进程槽会被释放。

如果系统实现支持 SIGCHLD 信号，这时会发送这个信号给父进程。如果父进程设置了 SA_NOCLDWAIT，那么是否发送 SIGCHLD 并未定义。

发送给其他进程信号

如果退出进程是会话 leader 并且其终端正控制着会话，那么每个前台进程组中的进程都会收到 SIGHUP 信号，该终端会从会话上拿掉，允许其他新的控制进程获取该控制权。

如果退出进程导致一个进程组成为孤儿，并且新产生的孤儿进程组每个进程都停止了，那么会在 SIGCONT 信号后再跟上一个 SIGHUP 信号给进程组中的每个进程。参考 setpgid(2) 来查看关于孤儿进程组的解释。

除了以上情况，如果要发送的信号是发给要终止进程的子进程的，那么通常情况下是不会向子进程发送信号的。然而进程却可以使用 prctl(2) PR_SET_PDEATHSIG 操作来安全如何处理父进程终止时受到的信号。

8.代码

下面程序演示了 fork(2) 和 waitpid() 的用法。程序创建了一个子进程，如果没有提供命令行参数，那么子进程会使用 pause(2) 来停止，允许用户向其发送信号。否则如果指定了命令行参数，那么子进程立即返回，使用命令行提供的整数作为返回状态值。父进程循环执行，通过 waitpid() 来监视子进程，使用 W*() 宏来分析返回的状态值。

下面 shell 会话演示了程序的使用：

           $ ./a.out &
           Child PID is 32360
           [1] 32359
           $ kill -STOP 32360
           stopped by signal 19
           $ kill -CONT 32360
           continued
           $ kill -TERM 32360
           killed by signal 15
           [1]+  Done                    ./a.out
           $

下面是程序源码：

       #include <stdint.h>
       #include <stdio.h>
       #include <stdlib.h>
       #include <sys/wait.h>
       #include <unistd.h>

       int
       main(int argc, char *argv[])
       {
           int    wstatus;
           pid_t  cpid, w;

           cpid = fork();
           if (cpid == -1) {
               perror("fork");
               exit(EXIT_FAILURE);
           }

           if (cpid == 0) {            /* Code executed by child */
               printf("Child PID is %jd\n", (intmax_t) getpid());
               if (argc == 1)
                   pause();                    /* Wait for signals */
               _exit(atoi(argv[1]));

           } else {                    /* Code executed by parent */
               do {
                   w = waitpid(cpid, &wstatus, WUNTRACED | WCONTINUED);
                   if (w == -1) {
                       perror("waitpid");
                       exit(EXIT_FAILURE);
                   }

                   if (WIFEXITED(wstatus)) {
                       printf("exited, status=%d\n", WEXITSTATUS(wstatus));
                   } else if (WIFSIGNALED(wstatus)) {
                       printf("killed by signal %d\n", WTERMSIG(wstatus));
                   } else if (WIFSTOPPED(wstatus)) {
                       printf("stopped by signal %d\n", WSTOPSIG(wstatus));
                   } else if (WIFCONTINUED(wstatus)) {
                       printf("continued\n");
                   }
               } while (!WIFEXITED(wstatus) && !WIFSIGNALED(wstatus));
               exit(EXIT_SUCCESS);
           }
       }