在Linux系统中，信号（Signal）是进程间通信的关键机制，通常用于通知进程发生特定事件。例如，用户按下Ctrl+C会发送SIGINT信号来终止进程，或程序访问非法内存时触发SIGSEGV信号。信号处理是进程响应这些事件的核心机制。
一、信号分类 ⚡
Linux支持多种信号（可通过kill -l查看）。常见信号及其默认行为如下：
-
终止进程：
-
SIGTERM（优雅终止） -
SIGKILL（强制终止，不可捕获） -
SIGINT（Ctrl+C）
-
-
核心转储：
-
SIGSEGV（段错误） -
SIGFPE（算术错误）
-
-
挂起/继续：
-
SIGHUP（终端断开） -
SIGSTOP（暂停进程，不可捕获）
-
-
其他：
-
SIGALRM（定时器） -
SIGCHLD（子进程状态变化）
-
二、信号处理函数 📜
进程可通过注册信号处理函数自定义信号行为，常用的API如下：
1. signal() 函数 🛠️
#include <signal.h>
void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);
-
功能：为信号
signum绑定处理函数handler。 -
示例：
void handler(int sig) {printf("Received SIGINT\n");exit(0); } signal(SIGINT, handler); // 捕获Ctrl+C -
缺点：行为因系统而异，缺乏灵活性（如无法控制信号屏蔽）。
2. sigaction() 函数（推荐） 👍
#include <signal.h>
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
-
参数：
-
act：指定新行为，通过struct sigaction配置：-
sa_handler：处理函数（或SIG_IGN/SIG_DFL）。 -
sa_mask：在处理信号时阻塞其他信号。 -
sa_flags：控制行为（如SA_RESTART自动重启被中断的系统调用）。
-
-
oldact：保存旧的处理配置。
-
-
示例：
struct sigaction act; act.sa_handler = handler; sigemptyset(&act.sa_mask); // 不阻塞其他信号 act.sa_flags = 0; sigaction(SIGINT, &act, NULL);
三、编写信号处理函数的注意事项 ⚠️
-
可重入性：避免使用非异步安全函数（如
printf、malloc），可能引发竞态条件。-
使用volatile变量或原子操作传递状态到主程序。
-
-
执行时间短：避免长时间操作，尽快返回。
-
避免修改全局状态：如需修改，需通过信号屏蔽等手段保证原子性。
四、信号阻塞与解除 🛑
通过信号掩码控制进程对信号的响应：
-
sigprocmask()：设置/修改进程的信号掩码。 -
sigpending()：检查未决（被阻塞）的信号。
sigset_t set;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set, SIGINT);
sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL); // 阻塞SIGINT
五、实时信号（RT Signals） ⏱️
-
范围：
SIGRTMIN到SIGRTMAX（如32-64）。 -
特点：支持排队（避免丢失）、可携带额外数据（通过
sigqueue()发送）。 -
使用：
union sigval value; value.sival_int = 123; sigqueue(pid, SIGRTMIN, value); // 发送附带数据的信号
六、发送信号的常用方法 📬
-
命令：
kill -信号 PID（如kill -9 1234）。 -
系统调用：
-
kill()：向指定进程发送信号。 -
raise()：向自身发送信号。 -
alarm()：设置定时器（触发SIGALRM）。
-
七、多线程中的信号处理 🔄
-
信号处理函数是进程级：所有线程共享同一处理函数。
-
信号掩码是线程级：各线程可独立设置阻塞的信号。
-
建议：
-
主线程统一处理信号（通过
sigwait()同步等待）。 -
避免在多线程中使用异步信号处理。
-
八、典型应用场景 🏗️
-
优雅退出：捕获
SIGTERM释放资源。 -
定时任务：通过
SIGALRM触发定时操作。 -
错误调试：处理
SIGSEGV记录错误信息。
示例：使用sigaction处理SIGINT 📝
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>volatile sig_atomic_t flag = 0;void handler(int sig) {flag = 1; // 安全设置标志位
}int main() {struct sigaction sa;sa.sa_handler = handler;sigemptyset(&sa.sa_mask);sa.sa_flags = 0;sigaction(SIGINT, &sa, NULL);while (!flag) {sleep(1);printf("Running...\n");}printf("Exiting gracefully\n");return 0;
}
总结 🏁
Linux信号处理是控制进程行为的重要机制。通过合理使用signal()或sigaction()注册处理函数，结合信号阻塞、实时信号等特性，可以实现灵活的事件响应。需要特别注意处理函数的可重入性，避免竞态条件，确保程序健壮性。
