Linux信号处理详解

1. 信号基本概念

信号本质上是软中断，每种信号都有一个唯一的编号和名称（如SIGINT、SIGTERM）。信号可以由用户（按Ctrl+C）、硬件异常（如段错误）、其他进程通过kill系统调用产生。

2. 常见信号列表

• SIGINT (2): 终端中断，通常由Ctrl+C触发，默认终止进程。
• SIGQUIT (3): 终端退出，Ctrl+\触发，默认终止并生成core文件。
• SIGKILL (9): 强制终止，不可捕获或忽略。
• SIGTERM (15): 软件终止信号，可捕获，用于优雅退出。
• SIGALRM (14): 定时器超时。
• 等等...

3. 信号处理方式

进程可以选择三种方式处理信号：默认处理、忽略、或者自定义信号处理器（signal handler）。

3.1 使用signal()函数

#include void (signal(int signum, void (handler)(int)))(int);// 示例：捕获SIGINTvoid handle_sigint(int sig) {    write(1, "Caught SIGINT\n", 15);}int main() {    signal(SIGINT, handle_sigint);    // ...}

3.2 使用sigaction()函数（推荐）

sigaction提供了更强大的功能，如信号掩码设置、信号传递额外信息等，且可移植性更好。

#include int sigaction(int signum, const struct sigaction act, struct sigaction oldact);struct sigaction {    void     (sa_handler)(int);    void     (sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void );    sigset_t   sa_mask;    int        sa_flags;    void     (sa_restorer)(void);};

示例：

struct sigaction sa;sa.sa_handler = handle_sigint;sigemptyset(&sa.sa_mask);sa.sa_flags = 0;sigaction(SIGINT, &sa, NULL);

4. 信号掩码与阻塞

每个进程都有一个信号掩码（signal mask），用于阻塞某些信号。被阻塞的信号不会递送给进程，但会保持在未决状态（pending）。

#include int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);// how: SIG_BLOCK, SIG_UNBLOCK, SIG_SETMASK

示例：阻塞SIGINT

sigset_t block_set;sigemptyset(&block_set);sigaddset(&block_set, SIGINT);sigprocmask(SIG_BLOCK, &block_set, NULL);

5. 高级应用

5.1 实时信号

实时信号（信号编号从SIGRTMIN到SIGRTMAX）支持排队和附加数据，可通过sigqueue()发送。

union sigval value;value.sival_int = 123;sigqueue(target_pid, SIGRTMIN, value);

5.2 多线程中的信号

每个线程有自己的信号掩码，但信号处理函数是进程共享的。使用pthread_sigmask()管理线程信号掩码。

5.3 信号与I/O多路复用

Linux提供signalfd，允许将信号转换为文件描述符，便于与select/epoll协同使用。

6. 注意事项与最佳实践

• 信号处理器中只能调用异步信号安全函数（如write，但不能调用printf）。
• 避免在信号处理器中操作全局数据结构，防止竞态。
• 常用技巧：在信号处理器中只设置一个全局标志，在主循环中检查。
• 使用sigaction代替signal以获得确定的行为。

7. 总结

本文从信号处理的基础讲起，涵盖了信号掩码、信号处理器、sigaction等核心概念，并介绍了实时信号和多线程环境下的信号处理。掌握这些知识，可以帮助开发者编写健壮的Linux应用程序。