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【C语言教程】【常用类库】（十二）信号处理库 - ＜signal.h＞

news 2025/6/29 0:36:36

12. 信号处理库 - `<signal.h>`

在 C 语言中，信号处理是一个重要的机制，它允许程序在运行时响应各种异步事件。通常用于处理如中断，退出信号，以及来自操作系统或其他程序的通信信号。本章将深入探讨信号处理的基础知识和高级用法。

12.1. 基础信号处理

12.1.1. 信号概述与默认行为

信号是进程间和操作系统与进程间通信的一种机制。信号可以通知进程某些事件的发生。

常见信号：
- SIGINT：中断信号（通常从键盘输入 Ctrl+C 生成）。
- SIGTERM：终止信号，常用于请求程序正常终止。
- SIGKILL：强制终止信号，无法被捕获或忽略。
- SIGSEGV：段错误信号，通常由非法内存访问引发。
默认行为：信号具有默认处理行为，例如终止进程、忽略信号或生成转储文件。

12.1.2. 信号处理函数：`signal`

signal 函数用于捕获信号并指定自定义处理行为。通过设置信号处理函数，程序可以在捕获到信号时执行特定的代码。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>void sigint_handler(int signum) {printf("Caught SIGINT (signal %d). Cleaning up...\n", signum);
}int main() {// 注册信号处理函数signal(SIGINT, sigint_handler);// 无限循环等待信号while (1) {printf("Running...\n");sleep(1);}return 0;
}

在上面的代码中，当程序收到 SIGINT 信号（通常通过 Ctrl+C 触发）时，将调用 sigint_handler 函数。

12.2. 高级信号管理

12.2.1. `sigaction` 的使用

sigaction 是一个更高级的信号处理接口，相较于 signal 提供了更细粒度的信号管理。

基本用法：能够查看、设置信号处理的详细行为。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>void sigterm_handler(int signum) {printf("Caught SIGTERM (signal %d). Terminating gracefully...\n", signum);
}int main() {struct sigaction sa;memset(&sa, 0, sizeof(sa));sa.sa_handler = sigterm_handler;// 使用 sigaction 设置信号处理器sigaction(SIGTERM, &sa, NULL);// 无限循环等待信号while (1) {printf("Running...\n");sleep(1);}return 0;
}

在此代码中，我们使用 sigaction 来捕获并处理 SIGTERM 信号。

12.2.2. 自定义信号处理器示例

通过自定义信号处理函数，程序可以在处理信号时执行特定的清理或日志记录操作，从而确保资源得到合理释放，使程序能够正确地应对异常情况。

12.2.3. `sigset_t` 信号集操作

sigset_t 是用于表示信号集的数据类型。操作信号集的常用函数包括 sigemptyset、sigfillset、sigaddset、sigdelset 和 sigismember。这些函数可以用来灵活地定制信号处理行为，例如阻塞和解除阻塞特定的信号。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>void print_signal_set(sigset_t *set) {int i;for (i = 1; i < NSIG; i++) { // NSIG: 信号总数if (sigismember(set, i))printf("Signal %d is in the set.\n", i);}
}int main() {sigset_t set;sigemptyset(&set); // 初始化空信号集// 添加 SIGINT 和 SIGTERM 到信号集sigaddset(&set, SIGINT);sigaddset(&set, SIGTERM);// 打印信号集内容print_signal_set(&set);return 0;
}