【c++】信号处理--signal、raise、sigaction的介绍

1.信号概述

信号 signal 可以理解为由操作系统传给程序（进程）的事件，用来通知程序发生了什么事件。signal.h 是处理信号的C++ 库，其定义了如下类型的信号：

在ubuntu在可以运行kill -l 查看系统支持的信号类型。

2. 使用signal函数处理信号

当程序捕捉到操作系统提供的信号时，可以调用signal对相应信号进行处理，其函数原型为：

signal(registered signal, signal handler)
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这个函数接收两个参数：第一个参数是要处理的信号类型；第二个参数描述了与信号关联的动作；

动作可以分为三类：
    I. 默认处理：对信号进行该信号的系统默认处理，第二参数为 SIG_DFL。
    II. 忽略信号：忽略该信号，第二参数为 SIG_IGN。
    III. Function handler：指定处理函数，由该函数来处理，第二参数为 函数指针 。

例子1.：使用 signal() 函数捕获 SIGINT 信号，并指定处理函数输出相关信息

#include 
#include 
#include 
 
using namespace std;
 
void signalHandler( int signum )
{
    cout << "Interrupt signal (" << signum << ") received.\n";
 
    // 清理并关闭
    // 终止程序  
 
   exit(signum);  
 
}
 
int main ()
{
    // 注册信号 SIGINT 和信号处理程序
    signal(SIGINT, signalHandler);  
 
    while(1){
       cout << "Going to sleep...." << endl;
       sleep(1);
    }
 
    return 0;
}
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当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Going to sleep....
Going to sleep....
Going to sleep....
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按 Ctrl+C 来中断程序，程序捕获信号，程序打印如下内容并退出：

Going to sleep....
Going to sleep....
Going to sleep....
Interrupt signal (2) received.
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3. 使用raise函数生成信号

函数原型：

int raise (signal sig); //sig 是要发送的信号的编号
1

其中：sig 是要发送的信号的编号

例子：

#include 
#include 
#include 
 
using namespace std;
 
void signalHandler( int signum )
{
    cout << "Interrupt signal (" << signum << ") received.\n";
 
    // 清理并关闭
    // 终止程序 
 
   exit(signum);  
 
}
 
int main ()
{
    int i = 0;
    // 注册信号 SIGINT 和信号处理程序
    signal(SIGINT, signalHandler);  
 
    while(++i){
       cout << "Going to sleep...." << endl;
       if( i == 3 ){
          raise( SIGINT);
       }
       sleep(1);
    }
 
    return 0;
}
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运行结果：

Going to sleep....
Going to sleep....
Going to sleep....
Interrupt signal (2) received.
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4.sigaction函数

signal 函数的使用方法简单，但并不属于 POSIX 标准，在各类 UNIX 平台上的实现不尽相同，因此其用途受到了一定的限制。而 POSIX 标准定义的信号处理接口是 sigaction 函数，其接口头文件及原型如下：

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
1

◆ signum：要操作的信号。
◆ act：要设置的对信号的新处理方式。
◆ oldact：原来对信号的处理方式。
◆ 返回值：0 表示成功，-1 表示有错误发生。

结构体sigaction用来描述对信号的处理，定义如下：

 struct sigaction
 {
  void     (*sa_handler)(int);
  void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
  sigset_t  sa_mask;
  int       sa_flags;
  void     (*sa_restorer)(void);
 };
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• sa_handler：是一个函数指针，其含义与 signal 函数中的信号处理函数类似
• sa_sigaction： 是另一个信号处理函数，它有三个参数，可以获得关于信号的更详细的信息
• sa_mask： 用来指定在信号处理函数执行期间需要被屏蔽的信号，特别是当某个信号被处理时，它自身会被自动放入进程的信号掩码，因此在信号处理函数执行期间这个信号不会再度发生。
• sa_flags： 用来设置信号处理的其他相关操作，它可以是以下值的“按位或”组合：
  ◆ SA_RESTART：使被信号打断的系统调用自动重新发起。
  ◆ SA_NOCLDSTOP：使父进程在它的子进程暂停或继续运行时不会收到 SIGCHLD 信号。
  ◆ SA_NOCLDWAIT：使父进程在它的子进程退出时不会收到 SIGCHLD 信号，这时子进程如果退出也不会成为僵尸进程。
  ◆ SA_NODEFER：一般情况下， 当信号处理函数运行时，内核将阻塞该给定信号。 SA_NODEFER标记使对信号的屏蔽无效，即在信号处理函数执行期间仍能发出这个信号。
  ◆ SA_RESETHAND：信号处理之后重新设置为默认的处理方式。
  ◆ SA_SIGINFO：使用 sa_sigaction 成员而不是 sa_handler 作为信号处理函数。

void show_handler(int sig)
{
    printf("I got signal %d\n", sig);
    int i;
    for(i = 0; i < 5; i++) 
   {
        printf("i = %d\n", i);
        sleep(1);
    }
}
 
int main(void)
{
    int i = 0;
    struct sigaction act, oldact;
    act.sa_handler = show_handler;
    sigaddset(&act.sa_mask, SIGQUIT);         //见注(1)
    act.sa_flags = SA_RESETHAND | SA_NODEFER; //见注(2)
    //act.sa_flags = 0;                      //见注(3)
 
    sigaction(SIGINT, &act, &oldact);
    while(1) 
   {
        sleep(1);
        printf("sleeping %d\n", i);
        i++;
    }
}
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(1)如果在信号SIGINT(Ctrl + c)的信号处理函数show_handler执行过程中，本进程收到信号SIGQUIT(Crt+)，将阻塞该信号，直到show_handler执行结束才会处理信号SIGQUIT。
(2) SA_RESETHAND：信号处理之后重新设置为默认的处理方式;SA_NODEFER使对信号的屏蔽无效，即在信号处理函数执行期间仍能发出这个信号。
(2)如果不需要重置该给定信号的处理函数为缺省值；并且不需要阻塞该给定信号(无须设置sa_flags标志)，那么必须将sa_flags清零，否则运行将会产生段错误。但是sa_flags清零后可能会造成信号丢失！

参考：

• C++ Signal(信号)
• C++ 信号处理
• linux中sigaction函数详解