C++ csignal库详细使用介绍
C++ 的 <csignal> 库提供了一种处理操作系统信号的机制，允许程序响应外部事件（如用户中断或程序错误）。它是从 C 语言的 <signal.h> 继承而来，属于 C++ 标准库的一部分，用于跨平台的基本信号处理。以下是详细介绍：
1. 核心功能
- 信号（Signal）：软件中断，由操作系统或程序自身触发的事件（例如
Ctrl+C生成SIGINT）。 - 信号处理函数（Signal Handler）：用户定义的函数，用于响应特定信号。
- 发送信号：程序可以通过
raise()主动触发信号。
2. 主要组件
2.1 信号宏
<csignal> 定义了以下常见信号宏：
| 信号 | 描述 |
|---|---|
SIGABRT | 程序异常终止（如 abort() 调用） |
SIGFPE | 算术运算错误（如除以零） |
SIGILL | 非法指令（如执行无效的机器指令） |
SIGINT | 交互式中断（如 Ctrl+C） |
SIGSEGV | 无效内存访问（如解引用空指针） |
SIGTERM | 终止请求（如 kill 命令） |
2.2 函数
-
signal(int sig, void (*handler)(int))
注册信号处理函数。参数为信号编号和处理函数指针。
示例：signal(SIGINT, handler_func); -
int raise(int sig)
向当前程序发送信号sig。成功返回 0，失败返回非零。
3. 基本用法示例
#include <csignal>
#include <iostream>
#include <unistd.h> // 用于 sleep()volatile sig_atomic_t flag = 0;void signal_handler(int sig) {if (sig == SIGINT) {std::cout << "\nReceived SIGINT. Exiting gracefully...\n";flag = 1;}
}int main() {// 注册信号处理函数signal(SIGINT, signal_handler);std::cout << "Running. Press Ctrl+C to exit.\n";while (!flag) {sleep(1); // 模拟程序运行}return 0;
}
输出示例：
Running. Press Ctrl+C to exit.
^C
Received SIGINT. Exiting gracefully...
4. 注意事项
4.1 异步安全性（Async-Safety）
信号处理函数可能在任何时间点中断主程序，因此内部只能使用 异步安全函数（如 write()），避免使用 cout、malloc 等非安全操作。
4.2 volatile sig_atomic_t
在信号处理函数和主程序之间共享变量时，应使用 volatile sig_atomic_t 类型，确保原子性和可见性。
4.3 可移植性
signal()的行为因系统而异（如 Windows 和 Unix-like 系统差异）。- 推荐使用 POSIX 的
sigaction（需<signal.h>）替代signal()，以获得更可靠的控制。
4.4 多线程环境
信号处理在多线程中行为复杂，通常建议在主线程统一处理信号，并避免在信号处理中操作共享资源。
5. 替代方案
- POSIX
sigaction：提供更精细的信号控制（如阻塞信号、指定标志位）。 - C++ 异常：无法直接替代信号处理，但可通过将信号转换为异常（需谨慎）。
- Boost.Signals2：基于事件的信号/槽机制，适合高层应用逻辑。
6. 总结
<csignal> 是 C++ 中处理底层信号的轻量级工具，适合简单场景。对于复杂需求，建议结合系统特定的 API（如 sigaction）或高级库。始终注意异步安全性和线程安全问题，避免不可预测的行为。