<signal.h> 是 C 标准库中的一个头文件，用于处理程序中的信号。信号是一种异步通知机制，通常用于在程序中发生特定事件时进行中断、暂停或其他处理。通过 <signal.h>，程序可以设置对不同信号的处理方式，如忽略信号、捕获信号并处理，或执行默认的操作。
📖 目录
1️⃣ <signal.h> 简介
- 作用：
<signal.h>提供了信号处理的功能，允许程序捕获并响应操作系统发送的信号。信号通常用于通知程序一些事件发生，例如用户中断、非法操作、定时器到期等。 - 常见应用：中断处理、程序终止、错误处理、定时任务。
2️⃣ 常见信号处理函数
<signal.h> 定义了几种常用的信号处理函数，主要是用来设置信号的处理方式。
📌 signal
signal 函数用于定义信号的处理方式。
原型：
void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);
- 参数：
signum：信号编号。handler：信号处理函数的指针，指定如何处理信号。可以是：- 一个函数的指针，该函数会在信号发生时执行。
SIG_IGN，表示忽略该信号。SIG_DFL，表示执行信号的默认处理方式（例如，程序终止）。
- 返回值：返回前一个信号处理器的地址，如果发生错误返回
SIG_ERR。
📌 raise
raise 函数用于向程序自身发送信号。
原型：
int raise(int signum);
- 参数：
signum：要发送的信号的编号。 - 返回值：如果信号成功发送，返回
0；如果发送失败，返回非零值。
📌 abort
abort 函数用于强制程序中止，通常用于错误处理。
原型：
void abort(void);
- 返回值：该函数不会返回，程序会立即终止。
3️⃣ 常见信号类型
C 标准库中的信号类型通常与操作系统事件相关，常见的信号包括：
| 信号名称 | 描述 |
|---|---|
SIGINT | 用户中断信号（通常由 Ctrl+C 触发）。 |
SIGTERM | 程序终止信号，通常用于请求程序正常退出。 |
SIGSEGV | 段错误（访问非法内存区域时触发）。 |
SIGFPE | 算术错误信号（如除以零或溢出）。 |
SIGILL | 非法指令信号，通常表示程序执行了不合法的机器指令。 |
SIGABRT | 调用 abort 函数时触发的信号，程序异常终止。 |
SIGBUS | 总线错误信号（如访问未对齐的内存）。 |
SIGKILL | 强制终止信号，不能被捕获、阻塞或忽略，通常用于系统级别的强制终止。 |
SIGSTOP | 暂停信号，程序可以被暂停，但不能被捕获、忽略或处理。 |
SIGCONT | 恢复信号，用于恢复被暂停的进程。 |
4️⃣ 信号处理机制
信号处理机制包括以下几个关键点：
📌 信号的发送与接收
信号是由操作系统发送的，当程序发生特定的事件时，操作系统会生成一个信号并发送给程序。程序可以通过信号处理函数捕获这些信号并采取相应的行动。
📌 信号的处理方式
信号可以通过以下方式进行处理：
- 忽略信号：通过
SIG_IGN忽略信号。 - 执行默认处理：通过
SIG_DFL执行信号的默认处理行为（如程序终止）。 - 自定义处理函数：使用
signal函数指定自定义的信号处理函数。
📌 信号的阻塞与解除阻塞
信号可以在程序的某些部分被阻塞，防止在临界区域内信号的处理。可以使用 sigprocmask 等函数来设置信号的阻塞状态。
5️⃣ 示例代码
📌 示例：捕获 SIGINT 信号
该示例演示了如何使用 signal 函数捕获 SIGINT 信号并进行处理。
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
void signal_handler(int signum) {
printf("Received signal %d, terminating gracefully...\n", signum);
exit(0);
}
int main() {
// 捕获 SIGINT 信号（Ctrl+C）
signal(SIGINT, signal_handler);
printf("Program is running. Press Ctrl+C to terminate.\n");
while (1) {
// 程序持续运行，等待信号
}
return 0;
}
输出：
Program is running. Press Ctrl+C to terminate.
Received signal 2, terminating gracefully...
解释：
- 使用
signal(SIGINT, signal_handler)捕获SIGINT信号（通常是按Ctrl+C产生的信号）。 - 当用户按下
Ctrl+C时，程序会调用signal_handler函数并优雅地终止。
📌 示例：使用 raise 发送信号
该示例展示了如何使用 raise 函数向程序自身发送信号。
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void signal_handler(int signum) {
printf("Received signal %d\n", signum);
}
int main() {
// 捕获 SIGUSR1 信号
signal(SIGUSR1, signal_handler);
// 发送 SIGUSR1 信号
raise(SIGUSR1);
return 0;
}
输出：
Received signal 10
解释：
- 使用
signal(SIGUSR1, signal_handler)捕获SIGUSR1信号。 - 通过
raise(SIGUSR1)向程序发送SIGUSR1信号，触发signal_handler函数。
6️⃣ 参考资料
📖 C 标准库官方文档 – signal.h
📖 GNU C Library – signal.h
📖 ISO C 标准（PDF）
📌 总结
<signal.h> 提供了信号处理的机制，允许程序捕获、发送信号以及自定义信号的处理方式。信号是程序中用于处理异步事件的一种重要工具，如程序中断、错误处理、定时任务等。通过设置信号处理函数，程序可以根据不同的信号采取适当的行动，如错误恢复、资源清理等。
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