리눅스 - SIGTERM 과 SIGKILL ?!, 근데 Signal 을 곁들인 (ps. kill -9 만 쓰시나요?)

정현우·2025년 3월 23일

Linux Basic to Advanced

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[ 글의 목적: 리눅스 OS 에서 process 를 kill (IPC 중 signal 방식) 할때 SIGTERM, SIGKILL 동작에 대한 기록 ]

SIGTERM과 SIGKILL에 대한 심층 분석

습관적으로 pkill -9 ... 을 때리다가 어떻게 OS 는 process를 "safe" 한 방식으로 죽일 수 있을까 부터 시작해 UNIX/Linux 의 Signal IPC 까지 올라가서 러프하게 정리한 글이다.

한 번 상상해보자. python 으로 작성한 a.py 에 while True 가 있어도, Ctrl + C 한 방이면 KeyboardInterrupt 발생하면서 stop 되고 결국 프로세스는 죽는다. 이 흐름을 정말 A to Z 까지 알고 있는가? 이게 왜 중요한가? 우린 OS 의 "프로세스" 와 "쓰레드" 의 생명주기와 IPC 는 기억하지만, 이 흐름은 놓치고 있는 경우가 많다. ~~(근데 나도 몰랐다.)~~

썸네일은 gpt 와 claude 의 콜라보다. 우측 하단의 "쾅" 이 클로드인데, 역시 튜닝의 끝은 순정인가,, 잼민이 감성..

Python 의 `KeyboardInterrupt` 이어서..

위에 얘기한 흐름을 다시 정리해보자면, 우리는 shell 에서 python 을 실행한다. python a.py 와 같이.
해당 a.py 는 python 이라는 S/W 를 기반으로 runtime 이 구성되고, python interpreter 가 실행되며 foreground 프로세스로 실행 한다.
이 상태에서 Ctrl + C를 누르면, 터미널은 이를 특수 제어 문자(ETX - End of Text, 0x03)로 인식한다. (이는 python 에서 인식하는게 아니라 OS 에서 인식한다!!)
터미널은 이 키 입력(0x03)을 감지하면 foreground에서 실행 중인 프로세스(예: Python)에 SIGINT 시그널을 보낸다. 이건 POSIX 표준이자 리눅스/유닉스/macOS에서 동일하게 작동하는 규칙 이다.
이때 Python 인터프리터는 자체 등록한 SIGINT 핸들러를 통해 KeyboardInterrupt 예외를 발생시킨다.
Python은 인터프리터(ex - CPython 구현체)가 시작될 때 signal 모듈을 통해 자체적으로 SIGINT 에 대한 핸들러를 기본으로 등록해 두고 있다.

이 예시외에도 nginx 같은 S/W level 의 web-server process 를 죽일때, gunicorn 이나 apache & tomcat 으로 돌아가는 spring server 를 죽일때도 비슷한 흐름이다.
이제부터 Signal 에 대해서 좀 더 자세하게 알아보자. 가장 먼저 종료 signal 의 대표적인 예시인 SIGTERM 과 SIGKILL 차이점은 아래와 같다.

SIGINT, SIGTERM, SIGKILL 비교표

셋 다 프로세스를 멈추는 신호(Signal)이며, SIGTERM, SIGKILL 은 "프로세스 종료" 에 더 가깝다. 여기서는 사실 SIGTERM, SIGKILL 에 대해 더 자세히 알아보고자 한다.

구분	SIGINT (2)	SIGTERM (15)	SIGKILL (9)
의미	사용자 중단 요청 (Interrupt)	정상 종료 요청 (Termination Request)	강제 종료 (Forced Kill)
발생 시점	주로 사용자가 Ctrl+C 입력	일반적으로 `kill` 명령 사용 시 기본값	`kill -9` 또는 시스템 강제 종료 시
기본 동작	프로세스에 인터럽트 요청 → 정상적인 종료 처리 실행	종료 핸들러 실행 기회 제공	즉시 강제 종료
프로세스 대응	무시 가능, 시그널 핸들러로 처리 가능	무시 가능, 시그널 핸들러로 처리 가능	무시 불가능 (non-maskable, non-catchable)
우선순위	사용자 개입 수준	일반 종료 시퀀스	최우선, 무조건 종료
리소스 정리	가능 (시그널 핸들러에서 정리 가능)	가능 (핸들러 내부에서 리소스 정리 수행 가능)	불가능 (리소스 누수 위험 있음)
커널 개입	커널이 시그널 전달 → 프로세스 핸들링	커널이 시그널 전달 → 프로세스 핸들링	커널이 직접 종료 (컨텍스트 무시하고 즉시 종료)
사용 예시	사용자가 `Ctrl+C` 입력	`kill PID` (기본값)	`kill -9 PID`
시스템 콜	`kill(pid, SIGINT)`	`kill(pid, SIGTERM)`	`kill(pid, SIGKILL)`
프로세스 상태 전이	Running → Signal Handling → (계속/종료)	Running/Waiting → Terminating → Zombie → Removed	Running/Waiting → Zombie → Removed
자식 프로세스 처리	일반적으로 전파되지 않음	애플리케이션 설정에 따라 자식에게도 전파 가능	자식 프로세스 포함 전체 강제 종료 (kill -9 트리 구조 시)
비동기성	처리 핸들링 가능 (시그널 핸들러 등록)	비동기적으로 처리 가능	즉시 처리됨, 핸들링 불가

SIGTERM 은 "정중한 종료 요청"으로, 프로세스에게 "작업을 마무리하고 종료해달라"는 의미이며, SIGKILL 은 "즉각적인 강제 종료 명령"으로 프로세스에게 어떤 기회도 주지 않고 즉시 종료시킨다.

1. 프로세스 간 통신(IPC)과 시그널

심플하게 IPC 와 종류, 특히 "시그널" 에 대해 살펴보자!
위키피디아 - Signal(IPC)
리눅스 man - signal(7) — Linux manual page

1) IPC의 개념과 종류

프로세스 간 통신(Inter-Process Communication, IPC)은 서로 다른 프로세스가 데이터를 교환하고 동기화하는 메커니즘이다. UNIX/Linux 시스템에서 IPC의 주요 방식은 다음과 같다.

파이프(Pipe)와 명명된 파이프(Named Pipe)
- 단방향 데이터 흐름을 제공
- 예: | 연산자를 사용한 파이프라인
메시지 큐(Message Queue)
- 비동기적 메시지 전달 시스템
- msgget(), msgsnd(), msgrcv() 시스템 콜 사용
공유 메모리(Shared Memory)
- 여러 프로세스가 동일한 메모리 영역에 접근
- 가장 빠른 IPC 방식
세마포어(Semaphore)
- 공유 자원에 대한 접근 제어
- 상호 배제(mutual exclusion)를 보장
소켓(Socket)
- 네트워크를 통한 프로세스 간 통신
- 로컬 및 원격 통신 모두 지원
시그널(Signal)
- 비동기적인 이벤트 알림
- 프로세스 제어 및 예외 상황 처리에 사용

2) 시그널의 특징과 역할

시그널은 UNIX/Linux 시스템에서 가장 오래된 IPC 메커니즘 중 하나로, 다음과 같은 특징이 있다.
- 비동기성: 프로세스가 어떤 작업을 하고 있든 상관없이 전달 가능
- 경량성: 시그널은 단순한 정수 값으로, 오버헤드가 적음
- 이벤트 드리븐: 특정 이벤트 발생 시 프로세스에 알림을 제공
- 제한된 정보: 시그널 번호 외에 추가 데이터를 전달하기 어려움

3) 주요 시그널 종류

신호 이름	번호	설명	기본 동작	원인
SIGHUP	1	행업(Hangup)	종료	제어 터미널이 종료될 때
SIGINT	2	인터럽트	종료	Ctrl+C 키 입력
SIGQUIT	3	종료 및 코어 덤프	코어 덤프와 함께 종료	Ctrl+\ 키 입력
SIGILL	4	잘못된 명령어	코어 덤프와 함께 종료	잘못된 CPU 명령 실행
SIGTRAP	5	트랩	코어 덤프와 함께 종료	디버깅용 트랩
SIGABRT	6	중단	코어 덤프와 함께 종료	abort() 함수 호출
SIGFPE	8	부동 소수점 예외	코어 덤프와 함께 종료	0으로 나누기 등 연산 오류
SIGKILL	9	강제 종료	종료 (무시 불가)	관리자 권한으로 강제 종료
SIGUSR1	10	사용자 정의 1	종료	사용자/애플리케이션 정의
SIGSEGV	11	세그멘테이션 오류	코어 덤프와 함께 종료	잘못된 메모리 참조
SIGUSR2	12	사용자 정의 2	종료	사용자/애플리케이션 정의
SIGPIPE	13	파이프 깨짐	종료	닫힌 파이프에 쓰기 시도
SIGALRM	14	알람	종료	alarm() 함수로 설정된 타이머 만료
SIGTERM	15	종료	종료	kill 명령의 기본값
SIGCHLD	17	자식 상태 변경	무시	자식 프로세스가 종료되거나 중지될 때
SIGCONT	18	계속 실행	중단된 프로세스 재개	중단된 프로세스를 계속 실행
SIGSTOP	19	중지	프로세스 중지 (무시 불가)	프로세스 중지
SIGTSTP	20	터미널 중지	프로세스 중지	Ctrl+Z 키 입력
SIGTTIN	21	터미널 입력	프로세스 중지	백그라운드 프로세스가 터미널에서 읽기 시도
SIGTTOU	22	터미널 출력	프로세스 중지	백그라운드 프로세스가 터미널에 쓰기 시도

SIGUSR1 로 재미있는 걸 해볼 수 있지 않을까?

2. OS 관점에서 `SIGTERM` 과 `SIGKILL` 의 차이

정확하겐 POSIX 표준에 정의된 시그널 관련 시스템 콜과 라이브러리 함수를 해당 레포에서 직접 확인할 수 있다. - https://github.com/torvalds/linux?tab=readme-ov-file

1) SIGTERM (15) - 정상적인 종료 요청

시그널 전송 과정
- 사용자가 kill PID를 실행하면, 커널의 kill() 시스템 콜이 호출된다.
- 시스템 콜 인터페이스를 통해 커널 공간으로 전환된다.
- 커널은 프로세스 테이블에서 PID에 해당하는 프로세스를 찾는다.
시그널 전달 및 큐잉
- 커널은 해당 프로세스의 task_struct 내의 시그널 마스크와 핸들러 정보를 확인한다.
- SIGTERM 시그널이 해당 프로세스의 시그널 큐(sigqueue)에 추가된다.
- 프로세스의 시그널 큐는 보류 중인 시그널(pending signals)을 관리한다.
컨텍스트 스위칭과 시그널 처리
- 다음 스케줄링 시점에 프로세스가 CPU를 획득하면, 커널은 해당 프로세스의 시그널 큐를 검사한다.
- SIGTERM 이 발견되면, 커널은 다음을 확인한다:
  - 시그널이 블록되었는지 (프로세스가 sigprocmask()로 블록했는지)
  - 사용자 정의 핸들러가 등록되었는지 (sigaction()으로 설정)
핸들러 실행
- 만약 SIGTERM 핸들러가 등록되어 있다면
  - 커널은 사용자 공간의 스택에 시그널 프레임을 추가한다.
  - 프로세스의 실행 컨텍스트를 시그널 핸들러로 변경한다.
  - 프로세스는 핸들러 내에서 정리 작업을 수행한다:
    - 열린 파일 디스크립터 닫기 (close())
    - 데이터베이스 커넥션 종료
    - 임시 파일 삭제
    - 로그 파일에 종료 메시지 기록
    - 자식 프로세스에게 종료 시그널 전파
- 시그널 핸들러가 완료된 후, 프로세스는 인터럽트되었던 지점(또는 시그널 핸들러 반환 후의 지점)으로 돌아간다!
프로세스 종료
- 핸들러 실행 후, 애플리케이션은 일반적으로 exit() 시스템 콜을 호출하여 정상 종료한다.
- 만약 핸들러가 없거나 시그널이 무시되지 않았다면, 기본 동작(default action)인 종료가 수행된다.
- 프로세스 종료 시 다음 과정이 진행된다:
  - 모든 스레드 종료
  - 프로세스 리소스 정리 (메모리, 파일 핸들 등)
  - 부모 프로세스에 SIGCHLD 시그널 전송
  - 프로세스 상태가 좀비(zombie) 상태로 전환
좀비 프로세스 정리
- 부모 프로세스가 wait() 또는 waitpid()를 호출하면, 자식의 종료 상태를 회수하고 프로세스 테이블 엔트리가 완전히 제거된다.
- 만약 부모가 wait()를 호출하지 않으면, 좀비 프로세스가 남게 된다.

2) SIGKILL (9) - 강제 종료

시그널 전송 과정:
- 사용자가 kill -9 PID를 실행하면, 역시 kill() 시스템 콜이 호출된다.
- 커널 공간으로 전환되어 프로세스 테이블을 검색한다.
특수 처리
- SIGKILL 은 특별한 시그널로 커널은 이를 프로세스의 시그널 큐에 넣지 않는다.
- 대신, 즉시 프로세스 종료 절차를 시작한다! 프로세스의 시그널 마스크나 핸들러 설정을 확인하지 않는다! (무시할 수 없는 시그널)
강제 종료 프로세스:
- 커널은 프로세스의 모든 스레드에 대해 즉시 실행을 중단시킨다.
- do_exit() 커널 함수가 호출되어 프로세스 종료 절차를 진행한다:
  - 프로세스의 가상 메모리 공간을 해제한다.
  - 열린 파일 디스크립터를 강제로 닫는다.
  - 시스템 V IPC 리소스를 해제한다.
  - 프로세스가 소유한 세마포어를 해제한다.
  - 프로세스 상태를 EXIT_ZOMBIE 로 변경한다.
  - 부모 프로세스에 SIGCHLD 시그널을 보낸다.
사용자 공간 코드 실행 없음
- SIGKILL 은 프로세스의 사용자 공간 코드가 실행될 기회를 전혀 주지 않는다.
- 이는 애플리케이션이 자신의 리소스를 정리할 수 없음을 의미한다.
- 커널만이 프로세스의 커널 리소스(파일 핸들, 메모리 등)를 정리한다.
- PS) 그러니까 SIGTERM call 이 더 안전한 종료 접근법이다!!
좀비 프로세스와 후속 처리:
- SIGTERM 과 마찬가지로, 프로세스는 부모가 wait()를 호출할 때까지 좀비 상태로 남는다.
- 부모 프로세스가 이미 종료된 경우, init 프로세스(PID 1)가 고아 프로세스를 자식으로 대려와 좀비를 정리한다.

3) 두 시그널의 핵심 차이점

실행 컨텍스트
- SIGTERM: 프로세스의 사용자 공간 코드(시그널 핸들러)가 실행된다.
- SIGKILL: 전적으로 커널 공간에서 처리되며, 사용자 코드는 실행되지 않는다.
리소스 정리
- SIGTERM: 애플리케이션이 자신의 리소스(임시 파일, 네트워크 연결, 데이터베이스 트랜잭션 등)를 정리할 수 있다.
- SIGKILL: 애플리케이션 수준의 리소스 정리가 불가능하며, 커널 수준의 리소스만 정리된다.
실행 시간
- SIGTERM: 핸들러 실행과 정리 과정으로 인해 종료에 시간이 걸릴 수 있다.
- SIGKILL: 즉시 종료되어 지연이 최소화된다.
안전성
- SIGTERM: 정상적인 종료 절차를 통해 데이터 무결성을 보장할 가능성이 높다.
- SIGKILL: 데이터 손실이나 불일치, 네트워크 연결 문제 등을 야기할 수 있다.

사실 이 때문에 두 시그널을 두고 다양한 밈들이 있다.

4) 우아한 종료(Graceful Shutdown)의 중요성

데이터 무결성 보장
- 불완전한 작업이 없도록 보장
- 트랜잭션 완료 또는 롤백
- 디스크 버퍼 플러시
클라이언트 영향 최소화
- 기존 연결의 적절한 종료
- 오류 메시지 대신 정상 응답 제공
- 세션 데이터 보존
분산 시스템 일관성
- 클러스터 노드 간 상태 동기화
- 리더 선출 또는 장애 조치 트리거
- 로드 밸런서에서 노드 제거

그러니 우리가 만약 응용 프로그램을 직접 만들게 된다면, 이 "Graceful Shutdown" 을 위한 SIGTERM 핸들러를 직접 추가해서 처리하는 방향으로 접근해보자!

5) 종료 시간 제한(Timeout)의 설정

대부분의 시스템에서는 우아한 종료에 시간 제한을 두는 것이 중요하다.

Kubernetes의 종료 프로세스
- Pod가 SIGTERM 을 받은 후 terminationGracePeriodSeconds 동안 기다린다 (기본 30초).
- 시간이 초과되면 SIGKILL 을 보내 강제 종료한다.
Systemd의 종료 프로세스
- TimeoutStopSec 설정으로 종료 타임아웃을 지정 (기본 90초).
- 타임아웃 후 SIGKILL 을 보낸다.
Docker의 종료 프로세스
- docker stop 명령은 컨테이너에 SIGTERM을 보낸다.
- 기본적으로 10초 후 SIGKILL 을 보낸다.
- docker stop --time=<seconds> 옵션으로 타임아웃 조정 가능.
적절한 타임아웃 설정 전략
- 애플리케이션의 일반적인 정리 시간을 측정
- 최악의 경우 시나리오(많은 연결, 큰 트랜잭션 등) 고려
- 마진을 추가하되, 너무 길지 않게 설정
- 배포 중단 시 전체 시스템 영향 고려

그러니 이제 SIGTERM 을 위해 kill PID 을 기본으로 사용하되, 경우에 따라 kill -9 PID 를 사용하는게 어떨까? ~~to. 스스로에게...~~

4. shell script로 실습!

1) SIGTERM을 먼저 사용하기

효과적인 프로세스 종료를 위한 최선의 방법!

단계적 접근

# 1. 먼저 SIGTERM으로 정상 종료 시도
kill <PID>

# 2. 일정 시간 대기 (5-10초)
sleep 10

# 3. 프로세스가 여전히 실행 중인지 확인
if ps -p <PID> > /dev/null; then
    echo "Process still running, sending SIGKILL..."
    kill -9 <PID>
else
    echo "Process terminated gracefully."
fi

스크립트 자동화

#!/bin/bash

terminate_with_timeout() {
    local pid=$1
    local timeout=${2:-30}  # 기본 30초 타임아웃
    
    # 프로세스가 존재하는지 확인
    if ! ps -p $pid > /dev/null; then
    echo "Process $pid does not exist."
    return 0
    fi
    
    # SIGTERM 전송
    echo "Sending SIGTERM to process $pid..."
    kill $pid
    
    # 타임아웃 내에 종료되는지 확인
    local count=0
    while ps -p $pid > /dev/null && [ $count -lt $timeout ]; do
    sleep 1
    count=$((count + 1))
    echo "Waiting for process to terminate: $count/$timeout seconds"
    done
    
    # 여전히 실행 중이면 SIGKILL 전송
    if ps -p $pid > /dev/null; then
    echo "Process still running after $timeout seconds, sending SIGKILL..."
    kill -9 $pid
    return 1
    else
    echo "Process terminated gracefully."
    return 0
    fi
}

# 사용 예: terminate_with_timeout <PID> [timeout_in_seconds]

2) 그러니, 다시 정리하는 SIGKILL을 남용하지 말아야 하는 이유!

여러분들의 응용프로그램에게 SIGKILL 의 남용이 초래할 수 있는 문제들!

데이터 일관성 문제
- 데이터베이스 트랜잭션 중단으로 인한 데이터 불일치
- 파일 쓰기 작업 중 강제 종료로 인한 파일 손상
- 캐시와 영구 저장소 간의 불일치 발생
리소스 누수
- 임시 파일이 제거되지 않음
- 공유 메모리 세그먼트가 정리되지 않음
- 네트워크 포트가 적절히 해제되지 않음
- 외부 리소스 락(lock)이 해제되지 않음
분산 시스템 문제
- 클러스터에 종료 통지가 전송되지 않음
- 리더 선출 프로세스가 비정상적으로 트리거됨
- 다른 노드와의 통신이 정상적으로 종료되지 않음
실제 사례 분석
- 데이터베이스 서버의 SIGKILL 종료는 WAL(Write-Ahead Log) 손상을 초래할 수 있음
- 메시지 큐의 SIGKILL 종료는 메시지 중복 처리나 유실을 초래할 수 있음
- 분산 락 관리자의 SIGKILL 종료는 "뇌 분할(split-brain)" 현상을 초래할 수 있음

3) 복잡한 애플리케이션의 종료 전략

다중 노드 등의 복잡한 형태, 조금 더 큰 규모의 시스템에서의 안전한 종료 전략은 자식 부터 부모로 올라오거나 치명적인 것에서 덜 치명적인 순서로 접근하는게 필요하다!

다중 계층 애플리케이션
- 종료 순서가 중요함: 클라이언트 계층 → 애플리케이션 계층 → 데이터 계층
- 각 계층은 다른 종료 유예 시간이 필요할 수 있음
리더-팔로워 시스템
- 팔로워 노드 먼저 종료
- 리더 노드는 새로운 리더 선출 후 종료
- 리더 변경 사항이 모든 노드에 전파된 후 완전 종료
장기 실행 작업이 있는 시스템
- 진행 중인 작업의 체크포인트 생성
- 작업 큐의 적절한 상태 저장
- 재시작 시 중단된 지점부터 계속할 수 있는 메커니즘 구현
데이터베이스 종료
- 트랜잭션 커밋 또는 롤백
- 버퍼된 데이터 디스크에 쓰기
- 체크포인트 생성
- 메타데이터 업데이트

출처

1) 리눅스 시그널 관련 문서

리눅스 매뉴얼 페이지
- man 7 signal
- man 2 kill
- man 2 sigaction
- man 3 signal
리눅스 커널 소스 코드
- kernel/signal.c
- include/linux/signal.h
위키피디아 - Signal(IPC)
리눅스 man - signal(7) — Linux manual page
리눅스 핸드북 sigterm vs sigkill

2) 관련 표준 및 사양

POSIX.1-2017 시그널 사양 - https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/basedefs/signal.h.html
시그널 안전 함수 목록 - https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/V2_chap02.html#tag_15_04_03

정현우

🔥 도메인 중심의 개발, 깊이의 가치를 이해하고 “문제 해결의 본질” 에 몰두하는 software/product 개발자, 정현우 입니다.

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SIGINT, SIGTERM, SIGKILL 비교표

1. 프로세스 간 통신(IPC)과 시그널

1) IPC의 개념과 종류

2) 시그널의 특징과 역할

3) 주요 시그널 종류

2. OS 관점에서 `SIGTERM` 과 `SIGKILL` 의 차이

1) SIGTERM (15) - 정상적인 종료 요청

2) SIGKILL (9) - 강제 종료

3) 두 시그널의 핵심 차이점

4) 우아한 종료(Graceful Shutdown)의 중요성

5) 종료 시간 제한(Timeout)의 설정

4. shell script로 실습!

1) SIGTERM을 먼저 사용하기

2) 그러니, 다시 정리하는 SIGKILL을 남용하지 말아야 하는 이유!

3) 복잡한 애플리케이션의 종료 전략

출처

1) 리눅스 시그널 관련 문서

2) 관련 표준 및 사양

리눅스 - 패키지 매니저 / ubuntu apt!? update vs upgrade, remove 등 활용법

[keep updating] 리눅스 자주 사용하는 명령어, Linux Command Line Cheat Sheet

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1) IPC의 개념과 종류

2) 시그널의 특징과 역할

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1) SIGTERM (15) - 정상적인 종료 요청

2) SIGKILL (9) - 강제 종료

3) 두 시그널의 핵심 차이점

4) 우아한 종료(Graceful Shutdown)의 중요성

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1) SIGTERM을 먼저 사용하기

2) 그러니, 다시 정리하는 SIGKILL을 남용하지 말아야 하는 이유!

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출처

1) 리눅스 시그널 관련 문서

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