Linux中C++信號處理機制詳解

在Linux系統中，C++信號處理機制是一種允許程序響應異步事件的方法。這些事件通常是由操作系統或其他進程產生的，例如用戶按下Ctrl+C、進程收到終止信號等。C++通過signal庫提供了對這些信號的處理功能。

信號的基本概念

1. 信號（Signal）：信號是一種軟件中斷，用于通知進程某個事件已經發生。
2. 信號處理函數（Signal Handler）：當進程接收到一個信號時，可以執行一個特定的函數來處理該信號。
3. 信號掩碼（Signal Mask）：信號掩碼用于阻塞某些信號，防止它們在特定代碼段中被處理。

常見的信號

• SIGINT：由用戶按下Ctrl+C產生。
• SIGTERM：請求進程終止。
• SIGKILL：強制終止進程，無法被捕獲或忽略。
• SIGSEGV：段錯誤，通常由于訪問非法內存地址引起。
• SIGABRT：程序調用abort()函數時產生。

信號處理函數

在C++中，可以使用signal函數來設置信號處理函數。以下是一個簡單的示例：

#include <csignal>
#include <iostream>

// 信號處理函數
void signalHandler(int signum) {
    std::cout << "Interrupt signal (" << signum << ") received.\n";

    // 清理并關閉資源
    // 終止程序
    exit(signum);
}

int main() {
    // 注冊信號 SIGINT 和信號處理函數
    signal(SIGINT, signalHandler);

    std::cout << "Program is running. Press Ctrl+C to terminate.\n";

    while (true) {
        // 主循環
    }

    return 0;
}

在這個示例中，當用戶按下Ctrl+C時，程序會捕獲SIGINT信號，并調用signalHandler函數來處理該信號。

信號掩碼

信號掩碼用于控制哪些信號可以被處理?？梢允褂?code>sigprocmask函數來設置信號掩碼。以下是一個示例：

#include <csignal>
#include <iostream>
#include <unistd.h>

// 信號處理函數
void signalHandler(int signum) {
    std::cout << "Interrupt signal (" << signum << ") received.\n";
    exit(signum);
}

int main() {
    sigset_t mask;
    int signum;

    // 清空信號掩碼
    sigemptyset(&mask);

    // 添加 SIGINT 到信號掩碼
    sigaddset(&mask, SIGINT);

    // 阻塞 SIGINT 信號
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL);

    // 注冊信號 SIGINT 和信號處理函數
    signal(SIGINT, signalHandler);

    std::cout << "Program is running. Press Ctrl+C to terminate.\n";

    while (true) {
        // 主循環
    }

    return 0;
}

在這個示例中，SIGINT信號被阻塞，直到信號掩碼被修改以允許該信號通過。

注意事項

1. 信號處理函數的執行環境：信號處理函數應該盡可能簡單，避免調用可能不安全的庫函數。
2. 信號的異步性：信號可能在任何時候發生，因此信號處理函數應該快速完成。
3. 信號的可靠性：某些信號可能會丟失，特別是在高負載的情況下。

通過理解和使用C++的信號處理機制，可以編寫出更加健壯和響應迅速的程序。