Linux中C++信号处理机制详解 - 问答

在Linux系统中，C++信号处理机制是一种允许程序响应异步事件的方法。这些事件通常是由操作系统或其他进程产生的，例如用户按下Ctrl+C、进程收到终止信号等。C++通过signal库提供了对这些信号的处理功能。

信号的基本概念

信号（Signal）：信号是一种软件中断，用于通知进程某个事件已经发生。
信号处理函数（Signal Handler）：当进程接收到一个信号时，可以执行一个特定的函数来处理该信号。
信号掩码（Signal Mask）：信号掩码用于阻塞某些信号，防止它们在特定代码段中被处理。

常见的信号

SIGINT：由用户按下Ctrl+C产生。
SIGTERM：请求进程终止。
SIGKILL：强制终止进程，无法被捕获或忽略。
SIGSEGV：段错误，通常由于访问非法内存地址引起。
SIGABRT：程序调用abort()函数时产生。

信号处理函数

在C++中，可以使用signal函数来设置信号处理函数。以下是一个简单的示例：

#include <csignal>
#include <iostream>

// 信号处理函数
void signalHandler(int signum) {
    std::cout << "Interrupt signal (" << signum << ") received.\n";

    // 清理并关闭资源
    // 终止程序
    exit(signum);
}

int main() {
    // 注册信号 SIGINT 和信号处理函数
    signal(SIGINT, signalHandler);

    std::cout << "Program is running. Press Ctrl+C to terminate.\n";

    while (true) {
        // 主循环
    }

    return 0;
}

在这个示例中，当用户按下Ctrl+C时，程序会捕获SIGINT信号，并调用signalHandler函数来处理该信号。

信号掩码

信号掩码用于控制哪些信号可以被处理。可以使用sigprocmask函数来设置信号掩码。以下是一个示例：

#include <csignal>
#include <iostream>
#include <unistd.h>

// 信号处理函数
void signalHandler(int signum) {
    std::cout << "Interrupt signal (" << signum << ") received.\n";
    exit(signum);
}

int main() {
    sigset_t mask;
    int signum;

    // 清空信号掩码
    sigemptyset(&mask);

    // 添加 SIGINT 到信号掩码
    sigaddset(&mask, SIGINT);

    // 阻塞 SIGINT 信号
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL);

    // 注册信号 SIGINT 和信号处理函数
    signal(SIGINT, signalHandler);

    std::cout << "Program is running. Press Ctrl+C to terminate.\n";

    while (true) {
        // 主循环
    }

    return 0;
}

在这个示例中，SIGINT信号被阻塞，直到信号掩码被修改以允许该信号通过。

注意事项

信号处理函数的执行环境：信号处理函数应该尽可能简单，避免调用可能不安全的库函数。
信号的异步性：信号可能在任何时候发生，因此信号处理函数应该快速完成。
信号的可靠性：某些信号可能会丢失，特别是在高负载的情况下。

通过理解和使用C++的信号处理机制，可以编写出更加健壮和响应迅速的程序。

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