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linux中信号解析

news 来源：原创 2025/6/25 19:31:04

1. 信号的基本概念

1.1 什么是信号？

信号是一种软件中断，用于通知进程发生了某个事件。信号可以由内核、另一个进程或进程自身发送。信号通常用于以下目的：

通知错误：如非法内存访问（SIGSEGV）。
控制进程：如终止进程（SIGTERM）、暂停进程（SIGSTOP）。
用户交互：如用户按下Ctrl+C发送SIGINT信号。

1.2 信号的分类

标准信号：传统的信号，如SIGINT、SIGTERM、SIGSEGV等。
实时信号（可靠信号）：信号编号从SIGRTMIN到SIGRTMAX，可以排队处理，不会丢失。

2. 常见的信号

以下是一些常见的Linux信号及其含义：

3. 信号的处理方式

每个信号都有其默认的处理方式，进程可以通过以下方式改变信号的处理方式：

3.1 默认处理方式

Terminate：终止进程。
Ignore：忽略信号。
Core Dump：生成核心转储文件并终止进程。
Stop：停止进程。
Continue：继续进程。

3.2 使用 `signal` 函数

signal函数用于设置信号的处理方式，但其行为在不同系统上可能有所不同，且不具备可重入性

参数解释：

signum：
- 含义：指定要处理的信号类型。例如，SIGINT（信号值为2）表示中断信号，通常由用户按下 Ctrl+C 触发。
- 取值范围：通常使用标准信号（如 SIGINT、SIGTERM 等）或实时信号（SIGRTMIN 到 SIGRTMAX）。
sighandler_t handler：
- 含义：指定信号的处理函数。当信号 signum 发生时，将调用该函数。
- 类型：sighandler_t 是一个函数指针，指向一个返回类型为 void 且接受一个 int 参数的函数。该参数为触发信号的信号编号。
- 特殊值：
  - SIG_IGN：忽略该信号。
  - SIG_DFL：恢复信号的默认处理方式。

例子：

#include <signal.h>
#include <stdio.h>void handler(int sig) {printf("Received signal: %d\n", sig);
}int main() {if (signal(SIGINT, handler) == SIG_ERR) {perror("signal");return 1;}while (1) {printf("Waiting for signal...\n");sleep(1);}return 0;
}

3.3 使用 `sigaction` 函数

sigaction提供了更可靠和可重入的信号处理方式，推荐使用。

参数解释：

signum：
- 含义：和上面一致
const struct sigaction *act：
- 含义：指向一个 struct sigaction 结构体，该结构体指定了新的信号处理方式。
- 结构体成员：
  - sa_handler：类似于 signal 函数中的 handler，指定信号处理函数或 SIG_IGN、SIG_DFL。
  - sa_mask：一个信号集，指定在执行信号处理函数期间要屏蔽的额外信号。
  - sa_flags：一组标志，用于控制信号处理的行为。例如，SA_RESTART 表示在信号处理后重启被中断的系统调用。
struct sigaction *oldact：
- 含义：指向一个 struct sigaction 结构体，用于保存之前的信号处理方式。如果不需要保存，可以传递 NULL。

例子：

#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>void handler(int sig) {printf("Received signal: %d\n", sig);
}int main() {struct sigaction sa;sa.sa_handler = handler;sigemptyset(&sa.sa_mask);sa.sa_flags = 0;if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) == -1) {perror("sigaction");return 1;}while (1) {printf("Waiting for signal...\n");sleep(1);}return 0;
}

4. 信号屏蔽与等待

4.1 信号屏蔽

使用sigprocmask函数可以临时屏蔽某些信号，直到主程序完成关键操作。

参数解释：

how：
- 含义：指定如何修改当前的信号屏蔽集。
  - SIG_BLOCK：将 set 中的信号添加到当前信号屏蔽集中。
  - SIG_UNBLOCK：从当前信号屏蔽集中移除 set 中的信号。
  - SIG_SETMASK：将当前信号屏蔽集设置为 set。
const sigset_t *set：
- 含义：指向一个信号集，指定要修改的信号。
- 特殊值：如果 set 为 NULL，则 how 参数被忽略，oldset 将包含当前的信号屏蔽集。
sigset_t *oldset：
- 含义：指向一个信号集，用于保存之前的信号屏蔽集。如果不需要保存，可以传递 NULL。

例子：

#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>void handler(int sig) {printf("Received signal: %d\n", sig);
}int main() {sigset_t mask, oldmask;struct sigaction sa;sa.sa_handler = handler;sigemptyset(&sa.sa_mask);sa.sa_flags = 0;if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) == -1) {perror("sigaction");return 1;}// 初始化信号集并添加SIGINT到屏蔽集中sigemptyset(&mask);sigaddset(&mask, SIGINT);if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, &oldmask) == -1) {perror("sigprocmask");return 1;}// 执行关键操作printf("关键操作开始，SIGINT被屏蔽\n");sleep(5);printf("关键操作结束，恢复SIGINT\n");// 恢复之前的信号屏蔽if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL) == -1) {perror("sigprocmask");return 1;}while (1) {printf("Waiting for signal...\n");sleep(1);}return 0;
}

4.2 信号等待

使用sigsuspend函数可以等待特定信号的发生。

参数解释：

const sigset_t *mask：
- 含义：指向一个信号集，指定在等待信号期间要临时设置的信号屏蔽集。
- 行为：该函数会原子性地将当前的信号屏蔽集替换为 mask，然后挂起进程，直到接收到一个未屏蔽的信号。接收到信号后，进程的信号屏蔽集会恢复到原来的状态。

例子：

#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>void handler(int sig) {printf("Received signal: %d\n", sig);
}int main() {sigset_t mask, oldmask;struct sigaction sa;sa.sa_handler = handler;sigemptyset(&sa.sa_mask);sa.sa_flags = 0;if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) == -1) {perror("sigaction");return 1;}// 初始化信号集并添加SIGINT到屏蔽集中sigemptyset(&mask);sigaddset(&mask, SIGINT);if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, &oldmask) == -1) {perror("sigprocmask");return 1;}// 等待信号printf("等待信号...\n");sigsuspend(&oldmask);// 恢复信号屏蔽if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL) == -1) {perror("sigprocmask");return 1;}return 0;
}