进程的信号处理函数如何定义？
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进程的信号处理函数如何定义？
08-19 来源:
在 Linux 系统中，进程的信号处理函数通过系统调用注册，用于自定义进程收到特定信号时的行为（替代内核默认处理）。定义信号处理函数的核心是函数原型符合标准，并通过 signal() 或 sigaction() 等系统调用将函数与目标信号绑定。以下是详细方法：
一、信号处理函数的原型（必须遵守）
信号处理函数的原型有严格规定，必须为：
c
运行
void handler(int signum);
参数 signum：接收的信号编号（如 SIGINT 对应 2，SIGUSR1 对应 10），用于区分不同信号。
返回值：void（无返回值）。
示例：定义一个处理 SIGINT（Ctrl+C 触发）的函数：
c
运行
#include
#include
// 信号处理函数：收到信号时打印信号编号
void sigint_handler(int signum) {
printf("收到信号 %d（SIGINT），不退出程序！\n", signum);
}
二、注册信号处理函数（绑定信号与函数）
定义函数后，需通过系统调用将其与目标信号绑定，常用方法有两种：
方法 1：使用 signal() 函数（简单但功能有限）
signal() 是早期的信号注册函数，接口简单，适合基础场景。
函数原型：
c
运行
#include
void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);
参数 1：signum 为目标信号（如 SIGINT、SIGUSR1）。
参数 2：handler 为信号处理函数的指针，或特殊值：
SIG_IGN：忽略该信号。
SIG_DFL：恢复默认处理行为。
返回值：成功返回之前的处理函数指针，失败返回 SIG_ERR。
示例：将 sigint_handler 绑定到 SIGINT 信号：
c
运行
int main() {
// 注册SIGINT信号的处理函数
if (signal(SIGINT, sigint_handler) == SIG_ERR) {
perror("signal注册失败");
return 1;
}
// 循环等待信号（避免程序退出）
while (1) {
printf("等待信号...（按Ctrl+C测试）\n");
sleep(1);
}
return 0;
}
特点：
优点：用法简单，适合快速注册信号处理。
缺点：行为在不同系统中可能不一致（如某些系统会自动重置信号处理为默认值），不支持传递额外信号信息。
方法 2：使用 sigaction() 函数（推荐，功能全面）
sigaction() 是 POSIX 标准的信号注册函数，功能更强大，支持设置信号处理的细节（如是否阻塞其他信号、是否传递信号上下文）。
函数原型：
c
运行
#include
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
参数 1：signum 为目标信号。
参数 2：act 是结构体指针，定义新的信号处理方式（可为 NULL 表示不修改）。
参数 3：oldact 用于保存旧的信号处理方式（可为 NULL 表示不获取）。
返回值：成功返回 0，失败返回 - 1。
核心结构体 struct sigaction：
c
运行
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int); // 信号处理函数（与signal()的handler相同）
sigset_t sa_mask; // 处理信号时临时阻塞的信号集
int sa_flags; // 信号处理的标志位（如SA_RESTART重启被中断的系统调用）
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); // 高级处理函数（需配合SA_SIGINFO标志）
};
示例：用 sigaction() 注册 SIGINT 处理函数，设置额外参数：
c
运行
#include
#include
#include
void sigint_handler(int signum) {
printf("收到信号 %d（SIGINT），不退出程序！\n", signum);
}
int main() {
struct sigaction act;
// 初始化sigaction结构体
act.sa_handler = sigint_handler; // 指定处理函数
sigemptyset(&act.sa_mask); // 清空阻塞信号集（处理时不额外阻塞其他信号）
act.sa_flags = 0; // 无特殊标志
// 注册SIGINT信号
if (sigaction(SIGINT, &act, NULL) == -1) {
perror("sigaction注册失败");
return 1;
}
// 循环等待信号
while (1) {
printf("等待信号...（按Ctrl+C测试）\n");
sleep(1);
}
return 0;
}
特点：
优点：行为标准统一，支持设置阻塞信号集、重启系统调用等高级功能，推荐优先使用。
支持 sa_sigaction 高级处理函数（需设置 sa_flags = SA_SIGINFO），可获取信号发送者 PID、信号值等详细信息。
三、信号处理函数的注意事项（关键）
函数内操作限制
信号处理函数运行在 “信号上下文” 中，应避免调用非异步安全（non-async-signal-safe） 的函数（如 printf、malloc、fopen 等），可能导致死锁或数据损坏。
安全函数列表：write、_exit、sigprocmask 等（详见 man 7 signal-safety）。
示例：用 write 替代 printf 更安全：
c
运行
void sigint_handler(int signum) {
const char* msg = "收到SIGINT信号\n";
write(STDOUT_FILENO, msg, strlen(msg)); // write是异步安全的
}
信号重入问题
若同一信号在处理过程中再次发生（未设置 SA_RESETHAND 标志），可能导致处理函数重入，需确保函数是 “可重入的”（如不修改全局变量，或使用原子操作）。
信号掩码与阻塞
通过 sa_mask 可设置处理信号时临时阻塞的信号（如处理 SIGINT 时阻塞 SIGQUIT），避免信号嵌套导致逻辑混乱。
默认行为与忽略
注册 SIG_IGN 可忽略信号（如 signal(SIGPIPE, SIG_IGN) 忽略管道破裂信号）。
注册 SIG_DFL 可恢复默认行为（如 signal(SIGINT, SIG_DFL) 恢复 Ctrl+C 终止程序的默认行为）。
四、完整示例：处理自定义信号 SIGUSR1
c
运行
#include
#include
#include
#include
// 处理SIGUSR1信号（用户自定义信号1）
void sigusr1_handler(int signum) {
printf("收到自定义信号 %d（SIGUSR1）\n", signum);
}
int main() {
printf("进程PID：%d，发送信号：kill -USR1 %d\n", getpid(), getpid());
// 用sigaction注册SIGUSR1
struct sigaction act;
act.sa_handler = sigusr1_handler;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
if (sigaction(SIGUSR1, &act, NULL) == -1) {
perror("sigaction失败");
exit(1);
}
// 等待信号
while (1) {
sleep(1);
}
return 0;
}
测试方法：
编译运行程序，获取 PID（如输出 进程PID：1234）。
另开终端发送信号：kill -USR1 1234，程序会打印信号处理信息。
总结
信号处理函数必须遵循 void (*)(int) 原型。
注册函数优先使用 sigaction()（功能全面、行为标准），简单场景可用 signal()。
处理函数内避免调用非异步安全函数，注意可重入性和信号阻塞逻辑。
通过这种方式，进程可灵活自定义对信号的响应，实现如优雅退出、日志轮转、状态更新等功能。
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