1. os/signal - 信号

1.1. 基本概念

信号是事件发生时对进程的通知机制。有时也称之为软件中断。信号与硬件中断的相似之处在于打断了程序执行的正常流程，大多数情况下，无法预测信号到达的精确时间。

因为一个具有合适权限的进程可以向另一个进程发送信号，这可以称为进程间的一种同步技术。当然，进程也可以向自身发送信号。然而，发往进程的诸多信号，通常都是源于内核。引发内核为进程产生信号的各类事件如下。

硬件发生异常，即硬件检测到一个错误条件并通知内核，随即再由内核发送相应信号给相关进程。比如执行一条异常的机器语言指令（除 0，引用无法访问的内存区域）。
用户键入了能够产生信号的终端特殊字符。如中断字符（通常是 Control-C）、暂停字符（通常是 Control-Z）。
发生了软件事件。如调整了终端窗口大小，定时器到期等。

针对每个信号，都定义了一个唯一的（小）整数，从 1 开始顺序展开。系统会用相应常量表示。Linux 中，1-31 为标准信号；32-64 为实时信号（通过 kill -l 可以查看）。

信号达到后，进程视具体信号执行如下默认操作之一。

忽略信号，也就是内核将信号丢弃，信号对进程不产生任何影响。
终止（杀死）进程。
产生 coredump 文件，同时进程终止。
暂停（Stop）进程的执行。
恢复进程执行。

当然，对于有些信号，程序是可以改变默认行为的，这也就是 os/signal 包的用途。

兼容性问题：信号的概念来自于 Unix-like 系统。Windows 下只支持 os.SIGINT 信号。

1.2. Go 对信号的处理

程序无法捕获信号 SIGKILL 和 SIGSTOP （终止和暂停进程），因此 os/signal 包对这两个信号无效。

1.2.1. Go 程序对信号的默认行为

Go 语言实现了自己的运行时，因此，对信号的默认处理方式和普通的 C 程序不太一样。

SIGBUS（总线错误）, SIGFPE（算术错误）和 SIGSEGV（段错误）称为同步信号，它们在程序执行错误时触发，而不是通过 os.Process.Kill 之类的触发。通常，Go 程序会将这类信号转为 run-time panic。
SIGHUP（挂起）, SIGINT（中断）或 SIGTERM（终止）默认会使得程序退出。
SIGQUIT, SIGILL, SIGTRAP, SIGABRT, SIGSTKFLT, SIGEMT 或 SIGSYS 默认会使得程序退出，同时生成 stack dump。
SIGTSTP, SIGTTIN 或 SIGTTOU，这是 shell 使用的，作业控制的信号，执行系统默认的行为。
SIGPROF（性能分析定时器，记录 CPU 时间，包括用户态和内核态）， Go 运行时使用该信号实现 runtime.CPUProfile。
其他信号，Go 捕获了，但没有做任何处理。

信号可以被忽略或通过掩码阻塞（屏蔽字 mask）。忽略信号通过 signal.Ignore，没有导出 API 可以直接修改阻塞掩码，虽然 Go 内部有实现 sigprocmask 等。Go 中的信号被 runtime 控制，在使用时和 C 是不太一样的。

1.2.2. 改变信号的默认行为

这就是 os/signal 包的功能。

Notify 改变信号处理，可以改变信号的默认行为；Ignore 可以忽略信号；Reset 重置信号为默认行为；Stop 则停止接收信号，但并没有重置为默认行为。

1.2.3. SIGPIPE

文档中对这个信号单独进行了说明。如果 Go 程序往一个 broken pipe 写数据，内核会产生一个 SIGPIPE 信号。

如果 Go 程序没有为 SIGPIPE 信号调用 Notify，对于标准输出或标准错误（文件描述符 1 或 2），该信号会使得程序退出；但其他文件描述符对该信号是啥也不做，当然 write 会返回错误 EPIPE。

如果 Go 程序为 SIGPIPE 调用了 Notify，不论什么文件描述符，SIGPIPE 信号都会传递给 Notify channel，当然 write 依然会返回 EPIPE。

也就是说，默认情况下，Go 的命令行程序跟传统的 Unix 命令行程序行为一致；但当往一个关闭的网络连接写数据时，传统 Unix 程序会 crash，但 Go 程序不会。

1.2.4. cgo 注意事项

如果非 Go 代码使用信号相关功能，需要仔细阅读掌握 os/signal 包中相关文档：Go programs that use cgo or SWIG 和 Non-Go programs that call Go code

1.3. signal 中 API 详解

1.3.1. Ignore 函数

func Ignore(sig ...os.Signal)

忽略一个、多个或全部（不提供任何信号）信号。如果程序接收到了被忽略的信号，则什么也不做。对一个信号，如果先调用 Notify，再调用 Ignore，Notify 的效果会被取消；如果先调用 Ignore，在调用 Notify，接着调用 Reset/Stop 的话，会回到 Ingore 的效果。注意，如果 Notify 作用于多个 chan，则 Stop 需要对每个 chan 都调用才能起到该作用。

1.3.2. Notify 函数

func Notify(c chan<- os.Signal, sig ...os.Signal)

类似于绑定信号处理程序。将输入信号转发到 chan c。如果没有列出要传递的信号，会将所有输入信号传递到 c；否则只传递列出的输入信号。

channel c 缓存如何决定？因为 signal 包不会为了向 c 发送信息而阻塞（就是说如果发送时 c 阻塞了，signal 包会直接放弃）：调用者应该保证 c 有足够的缓存空间可以跟上期望的信号频率。对使用单一信号用于通知的 channel，缓存为 1 就足够了。

1.3.3. Stop 函数

func Stop(c chan<- os.Signal)

让 signal 包停止向 c 转发信号。它会取消之前使用 c 调用的所有 Notify 的效果。当 Stop 返回后，会保证 c 不再接收到任何信号。

1.3.4. Reset 函数

func Reset(sig ...os.Signal)

取消之前使用 Notify 对信号产生的效果；如果没有参数，则所有信号处理都被重置。

1.3.5. 使用示例

注：syscall 包中定义了所有的信号常量

package main

import (
    "fmt"
    "os"
    "os/signal"
    "syscall"
)

var firstSigusr1 = true

func main() {
    // 忽略 Control-C (SIGINT)
    // os.Interrupt 和 syscall.SIGINT 是同义词
    signal.Ignore(os.Interrupt)

    c1 := make(chan os.Signal, 2)
    // Notify SIGHUP
    signal.Notify(c1, syscall.SIGHUP)
    // Notify SIGUSR1
    signal.Notify(c1, syscall.SIGUSR1)
    go func() {
        for {
            switch <-c1 {
            case syscall.SIGHUP:
                fmt.Println("sighup, reset sighup")
                signal.Reset(syscall.SIGHUP)
            case syscall.SIGUSR1:
                if firstSigusr1 {
                    fmt.Println("first usr1, notify interrupt which had ignore!")
                    c2 := make(chan os.Signal, 1)
                    // Notify Interrupt
                    signal.Notify(c2, os.Interrupt)
                    go handlerInterrupt(c2)
                }
            }
        }
    }()

    select {}
}

func handlerInterrupt(c <-chan os.Signal) {
    for {
        switch <-c {
        case os.Interrupt:
            fmt.Println("signal interrupt")
        }
    }
}

编译后运行，先后给该进程发送如下信号：SIGINT、SIGUSR1、SIGINT、SIGHUP、SIGHUP，看输出是不是和你预期的一样。

1.3.6. 关于信号的额外说明

查看 Go 中 Linux/amd64 信号的实现，发现大量使用的是 rt 相关系统调用，这是支持实时信号处理的 API。
C 语言中信号处理涉及到可重入函数和异步信号安全函数问题；Go 中不存在此问题。
Unix 和信号处理相关的很多系统调用，Go 都隐藏起来了，Go 中对信号的处理，signal 包中的函数基本就能搞定。

2. 导航

目录
上一节：sync/atomic - 原子操作
下一节：暂未确定

os/signal - 信号