sigaction结构体详解

sigaction 结构体详解

sigaction 是 Unix/Linux 系统编程中用于管理信号处理行为的核心数据结构。它通过 sigaction() 系统调用设置信号处理方式，比传统的 signal() 函数更灵活、安全。

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结构体定义（POSIX 标准）

#include <signal.h>struct sigaction {void     (*sa_handler)(int);         // 基础信号处理函数void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); // 高级信号处理函数sigset_t   sa_mask;                  // 执行处理函数期间阻塞的信号集int        sa_flags;                 // 控制标志位void     (*sa_restorer)(void);       // 已废弃，勿用
};

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成员详解

1. sa_handler

   • 类型: void (*)(int)
   • 作用: 指向传统信号处理函数（接受信号编号 int 作为参数）。
   • 特殊值:
     • SIG_IGN: 忽略信号
     • SIG_DFL: 恢复默认行为

2. sa_sigaction

   • 类型: void (*)(int, siginfo_t *, void *)
   • 作用: 高级信号处理函数（需设置 SA_SIGINFO 标志）。
   • 参数:
     • int signo: 信号编号
     • siginfo_t *info: 携带额外信号信息（来源进程、错误码等）
     • void *context: 进程上下文（寄存器状态等）

3. sa_mask

   • 类型: sigset_t（信号集）
   • 作用: 在执行信号处理函数期间，阻塞指定的信号集（防止嵌套中断）。
   • 注意:
     • 当前处理的信号自动被阻塞（除非设置 SA_NODEFER）。
     • 使用 sigemptyset()、sigaddset() 等操作信号集。

4. sa_flags

   • 关键标志位（通过位掩码 | 组合）:

     标志	作用
     SA_SIGINFO	使用 sa_sigaction（而非 sa_handler）获取详细信息
     SA_RESTART	被信号中断的系统调用自动重启
     SA_NODEFER	执行处理函数时不自动阻塞当前信号（允许递归处理）
     SA_RESETHAND	处理完成后将信号恢复为默认行为（类似传统 signal() 的一次性特性）
     SA_ONSTACK	使用备选信号栈（通过 sigaltstack 设置）

5. sa_restorer

   • 已废弃，现代系统无需使用。

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关键机制说明

1. 信号阻塞规则

   • 当信号处理函数执行时：
     • 当前信号自动加入阻塞集（除非 SA_NODEFER）。
     • sa_mask 中指定的信号被阻塞。
   • 处理完成后，阻塞集恢复为调用前的状态。

2. sa_handler vs sa_sigaction

   • 两者共享同一存储空间，只能选其一。
   • 若 sa_flags 包含 SA_SIGINFO，则使用 sa_sigaction；否则使用 sa_handler。

3. siginfo_t 结构示例

   typedef struct {int      si_signo;     // 信号编号int      si_code;      // 信号来源（如 USER/KILL/SEGV）pid_t    si_pid;       // 发送信号的进程IDuid_t    si_uid;       // 发送者的真实用户IDvoid    *si_addr;      // 引发故障的内存地址（如 SIGSEGV）int      si_status;    // 退出状态（SIGCHLD 时有效）// ... 其他扩展字段
   } siginfo_t;
   

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使用示例

1. 基础用法（sa_handler）

#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>void handler(int sig) {printf("Received SIGINT!\n");
}int main() {struct sigaction sa;sa.sa_handler = handler;   // 设置处理函数sigemptyset(&sa.sa_mask);  // 清空调用时阻塞的信号集sa.sa_flags = 0;           // 无特殊标志sigaction(SIGINT, &sa, NULL); // 注册 SIGINTwhile(1) pause();          // 等待信号return 0;
}

2. 高级用法（sa_sigaction）

#include <signal.h>
#include <stdio.h>void advanced_handler(int sig, siginfo_t *info, void *ucontext) {printf("Signal %d from PID: %d, UID: %d\n", sig, info->si_pid, info->si_uid);
}int main() {struct sigaction sa;sa.sa_sigaction = advanced_handler;sigemptyset(&sa.sa_mask);sa.sa_flags = SA_SIGINFO;  // 启用高级处理sigaction(SIGINT, &sa, NULL);while(1) pause();return 0;
}

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最佳实践

1. 优先选择 sigaction 而非 signal

   • sigaction 行为明确，可跨平台移植（signal() 在不同系统实现不一致）。

2. 始终初始化 sa_mask

   • 使用 sigemptyset() 或 sigfillset() 显式设置阻塞集，避免未定义行为。

3. 需要额外信息时用 SA_SIGINFO

   • 例如获取信号发送者的 PID、内存错误地址等。

4. 考虑 SA_RESTART

   • 对需要自动重启的系统调用（如 read()、write()）更友好。

5. 避免使用 SA_RESETHAND

   • 可能导致信号处理重置为默认行为，引发意外结果（如程序退出）。