Golang信号处理和如何实现进程的优雅退出

Linux系统中的信号类型

各操作系统的信号定义或许有些不同。下面列出了POSIX中定义的信号。
在linux中使用34-64信号用作实时系统中。
命令 man 7 signal 提供了官方的信号介绍。也可以是用kill -l来快速查看
列表中,编号为1 ~ 31的信号为传统UNIX支持的信号,是不可靠信号(非实时的),编号为32 ~ 63的信号是后来扩充的,称做可靠信号(实时信号)。不可靠信号和可靠信号的区别在于前者不支持排队,可能会造成信号丢失,而后者不会。
Linux支持的标准信号有以下一些,一个信号有多个值的是因为不同架构使用的值不一样,比如x86, ia64,ppc, s390, 有3个值的,第一个值是slpha和sparc,中间的值是 ix86,
ia64, ppc, s390, arm和sh, 最后一个值是对mips的,连字符-表示这个架构是缺这个信号支持的,
第1列为信号名;
第2列为对应的信号值,需要注意的是,有些信号名对应着3个信号值,这是因为这些信号值与平台相关,将man手册中对3个信号值的说明摘出如下,the first one is usually valid for alpha and sparc, the middle one for i386, ppc and sh, and the last one for mips.
第3列为操作系统收到信号后的动作,Term表明默认动作为终止进程,Ign表明默认动作为忽略该信号,Core表明默认动作为终止进程同时输出core dump,Stop表明默认动作为停止进程。
第4列为对信号作用的注释性说明。

标准信号-POSIX.1-1990定义

SIGKILL和SIGSTOP信号是不能被捕获,阻塞和忽略的。

标准信号-SUSv2 and POSIX.1-2001定义

早在Linux 2.2SIGSYS, SIGXCPU, SIGXFSZ和SIGBUS(非sparc和mips架构)的默认操作就是终止进程(但是不产生coredump)
在一些unix系统中SIGXCPU和SIGXFSZ信号是用来终止进程的,也是不产生coredunp,从Linux 2.4开始这些信号会产生coredump了。

标准信号-其它信号

信号29是在alpha中是 SIGINFO或SIGPWR,但是在sparc中是SIGLOST。
SIGEMT没有在POSIX.1-2001中定义, 但是在大多数Unix戏中是没有的,他的默认处理方式是coredump并且终止进程。
SIGPWR(没有在POSIX.1-2001中定义)他的默认处理方式是忽略。
SIGIO(没有在POSIX.1-2001中定义)在一些Unix系统中的处理方式也是忽略。

kill pid的作用是向进程号为pid的进程发送SIGTERM(这是kill默认发送的信号),该信号是一个结束进程的信号且可以被应用程序捕获。若应用程序没有捕获并响应该信号的逻辑代码,则该信号的默认动作是kill掉进程。这是终止指定进程的推荐做法。

kill -9 pid则是向进程号为pid的进程发送SIGKILL(该信号的编号为9),从本文上面的说明可知,SIGKILL既不能被应用程序捕获,也不能被阻塞或忽略,其动作是立即结束指定进程。通俗地说,应用程序根本无法“感知”SIGKILL信号,它在完全无准备的情况下,就被收到SIGKILL信号的操作系统给干掉了,显然,在这种“暴力”情况下,应用程序完全没有释放当前占用资源的机会。事实上,SIGKILL信号是直接发给init进程的,它收到该信号后,负责终止pid指定的进程。在某些情况下(如进程已经hang死,无法响应正常信号),就可以使用kill -9来结束进程。

若通过kill结束的进程是一个创建过子进程的父进程,则其子进程就会成为孤儿进程(Orphan Process),这种情况下,子进程的退出状态就不能再被应用进程捕获(因为作为父进程的应用程序已经不存在了),不过应该不会对整个linux系统产生什么不利影响。

Go中的信号发送和处理

有时候我们想在Go程序中处理Signal信号,比如收到 SIGTERM 信号后优雅的关闭程序(参看下一节的应用)。Go信号通知机制可以通过往一个channel中发送 os.Signal 实现。首先我们创建一个os.Signal channel,然后使用 signal.Notify 注册要接收的信号。

如何实现进程的优雅退出

首先什么是优雅退出呢?所谓的优雅退出,其实就是避免暴力杀死进程,让进程在接收到信号之后,自动的做一些善后处理,再自己自愿的退出。
Linux Server端的应用程序经常会长时间运行,在运行过程中,可能申请了很多系统资源,也可能保存了很多状态,在这些场景下,我们希望进程在退出前,可以释放资源或将当前状态dump到磁盘上或打印一些重要的日志,也就是希望进程优雅退出(exit gracefully)。
从上面的介绍不难看出,优雅退出可以通过捕获SIGTERM来实现。具体来讲,通常只需要两步动作:
1)注册SIGTERM信号的处理函数并在处理函数中做一些进程退出的准备。信号处理函数的注册可以通过signal()或sigaction()来实现,其中,推荐使用后者来实现信号响应函数的设置。信号处理函数的逻辑越简单越好,通常的做法是在该函数中设置一个bool型的flag变量以表明进程收到了SIGTERM信号,准备退出。
2)在主进程的main()中,通过类似于while(!bQuit)的逻辑来检测那个flag变量,一旦bQuit在signal handler function中被置为true,则主进程退出while()循环,接下来就是一些释放资源或dump进程当前状态或记录日志的动作,完成这些后,主进程退出。
这个在我前面的一篇文章中也介绍过【=[golang的httpserver优雅重启][1]】http://helight.info/2018-01-24/golang%e7%9a%84httpserver%e4%bc%98%e9%9b%85%e9%87%8d%e5%90%af/ ,里面介绍了一般我们使用的httpserver如何做到优雅重启,这里面也介绍了一些信号的使用,和优雅重启的思路。今天这里我们介绍的是如何优雅退出,其实是优雅重启的一个简化版。

[1]: http://helight.info/2018-01-24/golang%E7%9A%84httpserver%E4%BC%98%E9%9B%85%E9%87%8D%E5%90%AF/

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