当前位置：首页 > article >正文

c语言中的信号处理：学习＜signal.h＞

article 2025/1/16 6:39:16

<signal.h> 是 C 标准库的重要头文件，用于处理信号的发送与捕获，支持异步事件通知机制。以下是它的完整解读，包括信号的基础概念、常用宏与函数解析：

信号基础

信号是操作系统提供的一种进程间通信方式，用于通知进程发生了特定的事件。信号可以由操作系统、硬件或进程本身触发。

信号处理机制
- 默认动作：每种信号都有默认处理动作（如终止进程、忽略信号等）。
- 捕获处理：通过用户自定义的信号处理函数捕获信号。
- 忽略信号：使用 SIG_IGN 忽略信号。
- 不可捕获/忽略信号：如 SIGKILL 和 SIGSTOP。

示例程序

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

// 全局变量，用于控制程序退出
volatile sig_atomic_t stop = 0;

// 信号处理函数
void handle_sigint(int sig) {
    printf("Caught signal %d\n", sig);
    stop = 1; // 设置退出标志
}

int main() {
    // 设置 SIGINT 信号的处理程序
    signal(SIGINT, handle_sigint);

    while (!stop) { // 检查是否退出
        printf("Running...\n");
        sleep(1);
    }

    printf("Exiting...\n");
    return 0;
}

程序说明：

使用 signal 函数捕获 SIGINT 信号（Ctrl+C）。
定义 volatile sig_atomic_t stop，确保信号处理的线程安全性。
handle_sigint 是信号处理函数，捕获到信号后修改 stop 变量。
主循环通过检查 stop 控制程序的退出。

运行结果：

Running...
Running...
Running...
^CCaught signal 2
Exiting...

关键数据类型

sig_atomic_t
- 类型：整数类型（int）。
- 用途：信号处理函数中用作全局变量，保证对该变量的操作是原子的。
- 示例：
```
volatile sig_atomic_t flag = 0;
```
sigset_t
- 描述：用于表示信号集的类型。
- 常与以下函数配合使用：
  - sigemptyset：初始化为空集。
  - sigaddset：向信号集中添加信号。
  - sigdelset：从信号集中删除信号。

重要宏

宏	描述
`SIG_DFL`	将信号处理恢复为默认动作。
`SIG_IGN`	忽略信号。
`SIG_ERR`	信号处理函数设置错误时的返回值。

常见信号类型

信号名称	描述	默认动作
`SIGABRT`	异常终止（由 `abort` 触发）。	终止进程，生成核心转储。
`SIGINT`	中断信号（如按下 Ctrl+C）。	终止进程。
`SIGKILL`	强制终止（不可捕获/忽略）。	终止进程。
`SIGSEGV`	段错误（非法内存访问）。	终止进程，生成核心转储。
`SIGTERM`	请求终止。	终止进程。
`SIGSTOP`	停止进程（不可捕获/忽略）。	暂停进程。
`SIGUSR1`	用户自定义信号 1。	终止进程。
`SIGUSR2`	用户自定义信号 2。	终止进程。

常用函数

1. `signal`

定义：

void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int);

功能：设置信号的处理函数。

sig：信号编号。
func：信号处理函数，可以是自定义函数或 SIG_DFL/SIG_IGN。
返回值：先前的信号处理函数指针。

2. `raise`

定义：

int raise(int sig);

功能：向当前进程发送指定信号。

3. `kill`

定义：

int kill(pid_t pid, int sig);

功能：向指定进程发送信号。

pid：目标进程 ID。
sig：信号编号。

4. 信号集操作函数

函数	描述
`sigemptyset`	初始化为空信号集。
`sigfillset`	初始化为全信号集。
`sigaddset`	添加信号到信号集。
`sigdelset`	从信号集中删除信号。
`sigismember`	检查信号是否在信号集中。

5. 高级信号函数

函数	描述
`sigaction`	设置或获取信号处理动作，比 `signal` 更强大。
`sigprocmask`	阻塞或解除阻塞信号。
`sigpending`	获取未决信号集。
`sigsuspend`	暂时替换信号屏蔽字，并挂起进程直到信号到来。