如何在Linux中正确“杀死”程序

DevOps工程师或系统管理员经常需要管理系统进程。了解如何管理进程对于监控、调试和扩展应用程序是不可或缺的。每个DevOps工程师都应熟悉一个基本命令即kill命令，它可以向进程发送信号以实现中断、控制或终止进程的功能。我们需要了解不同信号的含义及其适用场景。

本文介绍kill命令的演变历程、工作原理以及一些最佳实践，帮助大家更好地理解和应用这个重要的进程管理工具。

1 kill命令简介

在类UNIX操作系统中，kill命令的核心功能是向进程发送信号。虽然"kill"这个名字可能暗示其主要目的是终止进程，但重要的是我们要理解"kill"更多的是关于发送信号的操作，而终止（SIGTERM）只是它可以发送的众多信号中的一种。

以下是一些使用kill命令的基本示例：

发送默认的TERM信号：

$ kill [pid]

发送特定的信号：可以使用信号的名称或编号指定要发送的信号。

$ kill -SIGNAME [pid]

发送信号给多个进程：

$ kill -SIGNAME [pid1] [pid2] [pid3] ...

列出可用的信号：

$ kill -l
 1) SIGHUP  2) SIGINT  3) SIGQUIT  4) SIGILL  5) SIGTRAP
 6) SIGABRT  7) SIGBUS  8) SIGFPE  9) SIGKILL 10) SIGUSR1
11) SIGSEGV 12) SIGUSR2 13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM
16) SIGSTKFLT 17) SIGCHLD 18) SIGCONT 19) SIGSTOP 20) SIGTSTP
21) SIGTTIN 22) SIGTTOU 23) SIGURG 24) SIGXCPU 25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM 27) SIGPROF 28) SIGWINCH 29) SIGIO 30) SIGPWR
31) SIGSYS 34) SIGRTMIN 35) SIGRTMIN+1 36) SIGRTMIN+2 37) SIGRTMIN+3
38) SIGRTMIN+4 39) SIGRTMIN+5 40) SIGRTMIN+6 41) SIGRTMIN+7 42) SIGRTMIN+8
43) SIGRTMIN+9 44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12 47) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12
53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9 56) SIGRTMAX-8 57) SIGRTMAX-7
58) SIGRTMAX-6 59) SIGRTMAX-5 60) SIGRTMAX-4 61) SIGRTMAX-3 62) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-1 64) SIGRTMAX

2 kill命令的历史

kill命令的起源可以追溯到20世纪60年代末和70年代初的UNIX诞生。UNIX是由肯·汤普森（Ken Thompson）、丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）和其他人在AT&T贝尔实验室开发的。UNIX的主要目标是创建一个简单的操作系统，支持多任务处理，用高级语言（C语言）编写，并在命令行环境中提供丰富的实用工具集。

UNIX的指导原则之一是“做好一件事并做好它”。这意味着实用工具被设计成能够高效地执行单个任务，并与其他程序良好配合。正是出于这一理念，许多小型、多用途的实用工具被创造出来，可以以各种方式组合以执行复杂的任务。kill命令是这一理念的典型例子：它的唯一目的是向进程发送信号，是不可或缺的。在UNIX系统中，kill命令是一种强大而灵活的工具，使我们能够对进程进行控制和管理，为工作提供了重要的支持。

2.1 kill命令的演变

早期：在UNIX的早期版本中，进程管理是基础性的。发送信号给进程的能力变得十分重要，因为它提供了一种中断、控制或终止进程的方式。kill命令就是为了满足这个需求而引入的。它的名字可能有些误导，因为其主要目的不仅仅是“杀死”进程，而是向进程发送各种信号。
System V UNIX和POSIX：随着UNIX的演变和不同的变种出现，对标准化的需求变得显而易见。为了满足这一需求，System V UNIX引入了许多标准，并最终建立了POSIX（可移植操作系统接口）标准。在这些标准的指导下，像kill这样的命令的行为被形式化，确保在各种UNIX系统中保持一致。
扩展和现代用法：随着类UNIX系统（如Linux）的出现，kill命令获得了额外的功能和选项。例如，Linux中的现代版本的kill支持使用pkill和killall命令按名称发送信号给进程。

3 kill命令的工作原理

UNIX系统中的每个进程都有唯一的进程ID（PID）。kill命令通过向具有给定PID的进程发送指定的信号来工作。如果未指定信号，kill默认发送SIGTERM信号，这会要求进程终止，以便进行资源清理或完成任何必要的最后任务。

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kill的Python封装

import os
import signal
import sys

def kill_process(pid, sig=signal.SIGTERM):
    try:
        os.kill(pid, sig)
        print(f"已向进程{pid}发送信号{sig}。")
    except ProcessLookupError:
        print(f"错误：找不到进程{pid}。")
    except PermissionError:
        print(f"错误：无权向进程{pid}发送信号。")

if __name__ == "__main__":
    if len(sys.argv) < 3:
        print("用法：python kill_impl.py  ")
        sys.exit(1)

    sig = int(sys.argv[1])
    pid = int(sys.argv[2])

    kill_process(pid, sig)

4 kill命令的常见信号

4.1 SIGTERM（15）

描述：请求进程终止。该信号允许进程在退出之前执行清理操作。
示例：

$ kill -15 12345

4.2 SIGKILL（9）

描述：强制终止进程。进程无法捕获、阻塞或忽略此信号。
示例：

$ kill -9 12345

4.3 SIGHUP（1）

描述：挂断信号。最初用于通知进程控制终端已关闭。现在通常用于提示进程重新加载其配置。
示例：

$ kill -1 12345

4.4 SIGINT（2）

描述：中断信号。这是在终端中按下Ctrl+C时发送的信号。
示例：

$ kill -2 12345

4.5 SIGQUIT（3）

描述：退出信号。类似于SIGINT，但还会导致进程生成核心转储，用于调试。
示例：

$ kill -3 12345

5 kill命令的最佳实践

在DevOps环境中管理系统时，妥善且有效地使用kill命令非常重要。以下是DevOps工程师在使用kill命令时应遵循的一些最佳实践：

优雅终止：始终首先使用像SIGTERM这样较为温和的信号，而不是立即使用像SIGKILL这样强制性的信号。这样可以给进程执行清理操作和关闭文件的机会，有助于防止数据损坏。
了解进程：在发送任何信号之前，使用像ps、top或htop这样的命令来识别进程并了解其状态。验证进程所有者。除非绝对必要且经过授权，否则不要终止属于其他用户的进程。
避免直接使用PID：不要手动输入PID，而是使用命令替换，例如kill $(pgrep进程名称)。这样可以减少意外终止错误进程的风险。
使用进程组：如果一个进程生成了许多子进程，并且您希望向它们发送信号，请考虑向父进程的进程组发送信号。

这些最佳实践有助于更加安全地使用kill命令，减少意外终止进程或造成系统不稳定的风险。请务必在管理系统时遵循这些准则，以确保系统的可靠性和稳定性。