一、Signal信号处理机制

可以用函数signal注册一个信号捕捉函数,其函数原型为:

#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

  • signal函数的第一个参数signum表示要捕捉的信号。
  • signal函数的第二个参数是个函数指针,表示要对该信号进行捕捉的函数,该参数也可以是 SIG_DEF(表示交由系统缺省处理,相当于白注册了)或SIG_IGN(表示忽略掉该信号而不做任何处理)。
  • signal如果调用成功,返回以前该信 号的处理函数的地址,否则返回SIG_ERR。

下面用一个例子来介绍signal的用法:

在Shell中Ctrl+C组合键会产生一个SIGINT信号,其默认处理动作为终止当前进程,我们用下面的程序捕捉SIGINT信号并改变其默认行为,使得捕捉到SIGINT信号后让程序执行打印动作。

#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

void sig_handler(int sig)
{
    printf("Catch a signal,it is NO.%d signal!\n",sig);
}

int main()
{
    signal(SIGINT,sig_handler);
    while(1){
         printf("welcome visit fuxiao.me\n");
         sleep(1);
    }
    return 0;
}

  • 运行结果如下:

信号捕捉1

可以看到我们已经成功的更改了SIGINT信号的默认行为,进程捕捉到信号后执行我们定义的处理函数。

二、Sigaction信号处理机制

signal函数大部分情况下可以完成信号处理的要求,但是有些情况下signal函数还是不够健壮。

例如下面一些特殊情况下,signal函数并不能很好的处理。

  1. 注册一个信号处理函数,并且处理完毕一个信号之后,是否需要重新注册,才能够捕捉下一个信号;
  2. 如果信号处理函数正在处理信号,并且还没有处理完毕时,又发生了一个同类型的信号,这时该怎么处理;
  3. 如果信号处理函数正在处理信号,并且还没有处理完毕时,又发生了一个不同类型的信号,这时该怎么处理;
  4. 如果程序阻塞在一个系统调用(如read(…))时,发生了一个信号,这时是让系统调用返回错误再接着进入信号处理函数,还是先跳转到信号处理函数,等信号处理完毕后,系统调用再返回。
  • 基于以上原因Linux还有一个更为健壮的信号注册函数sigaction()

其函数原型为:

#include<signal.h>
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);

  1. 参数signum为需要捕捉的信号;
  2. 参数 act是一个结构体,里面包含信号处理函数地址、处理方式等信息。
  3. 参数oldact是一个传出参数,sigaction函数调用成功后,oldact里面包含以前对signum的处理方式的信息。
    如果函数调用成功,将返回0,否则返回-1。
  • 结构体 struct sigaction(注意名称与函数sigaction相同)的原型为:
    struct sigaction {
        void (*sa_handler)(int);   //老类型的信号处理函数指针
        void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);//新类型的信号处理函数指针
        sigset_t sa_mask;    //将要被阻塞的信号集合
        int sa_flags;     //信号处理方式掩码
        void (*sa_restorer)(void); //保留,不要使用。
    }

该结构体的各字段含义及使用方式:

  1. 字段sa_handler是一个函数指针,用于指向原型为void handler(int)的信号处理函数地址, 即老类型 的信号处理函数;
  2. 字段sa_sigaction也是一个函数指针,用于指向原型为
    void handler(int iSignNum,siginfo_t *pSignInfo,void *pReserved);
    的信号处理函数,即新类型的信号处理函数。该函数的三个参数含义为:

    • iSignNum:传入的信号
    • pSignInfo:与该信号相关的一些信息,它是个结构体
    • pReserved:保留,现没用
  3. 字段sa_handler和sa_sigaction只应该有一个生效,如果想采用老的信号处理机制,就应该让sa_handler指向正确的信号处 理函数;否则应该让sa_sigaction指向正确的信号处理函数,并且让字段sa_flags包含SA_SIGINFO选项。
  4. 字段sa_mask是一个包含信号集合的结构体,该结构体内的信号表示在进行信号处理时,将要被阻塞的信号。针对sigset_t结构体,有一组专门的函数对它进行处理,它们是:
     #include<signal.h>
     int sigemptyset(sigset_t *set);  //清空信号集合set
     int sigfillset(sigset_t *set); //将所有信号填充进set中
     int sigaddset(sigset_t *set, int signum); //往set中添加信号signum
     int sigdelset(sigset_t *set, int signum); //从set中移除信号signum
    int sigismember(const sigset_t *set, int signum); //判断signnum是不是包含在set中
  • 下面用sigaction来完成上面与signal函数同样的事情,完成对SIGINT信号的捕捉:
  • 运行结果:
    信号捕捉2
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