c语言中的信号处理：学习＜signal.h＞

<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

1. 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;
     

2. 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

常见信号类型

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

5. 高级信号函数

6. 定时器与挂起函数

注意事项

1. 线程安全性：

   • 信号处理程序中应避免使用不可重入的函数（如 printf）。
   • 推荐使用 sig_atomic_t 类型的变量。

2. 信号屏蔽：

   • 使用 sigprocmask 可以防止特定信号在关键代码段被处理。

3. 高级处理：

   • 建议使用 sigaction 替代 signal，它支持更精细的控制。