C++ 信号处理基础
信号是操作系统用于通知进程发生特定事件的机制,例如用户按下 Ctrl+C(SIGINT)或程序访问无效内存(SIGSEGV)。C++ 通过 <csignal> 头文件提供信号处理支持。
常见信号类型
SIGINT:中断信号(如Ctrl+C)。SIGSEGV:非法内存访问。SIGTERM:终止请求(如kill命令)。SIGALRM:定时器超时(与alarm()相关)。
信号处理函数注册
使用 signal() 函数注册信号处理程序:
cpp
#include <csignal>
#include <iostream>
void handleSignal(int signal) {
std::cout << "Received signal: " << signal << std::endl;
// 自定义处理逻辑
}
int main() {
signal(SIGINT, handleSignal); // 注册SIGINT处理函数
while (true) {} // 模拟长期运行
return 0;
}
高级信号处理(sigaction)
sigaction 提供更精确的控制,支持屏蔽信号和获取信号上下文:
cpp
#include <csignal>
#include <iostream>
void handler(int sig, siginfo_t* info, void* context) {
std::cout << "Signal: " << sig << ", PID: " << info->si_pid << std::endl;
}
int main() {
struct sigaction sa;
sa.sa_sigaction = handler;
sa.sa_flags = SA_SIGINFO;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sigaction(SIGINT, &sa, nullptr);
while (true) {}
}
信号屏蔽与多线程
在多线程环境中,使用 pthread_sigmask 控制信号屏蔽:
cpp
#include <pthread.h>
#include <csignal>
void* threadFunc(void* arg) {
sigset_t set;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set, SIGINT);
pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &set, nullptr); // 屏蔽SIGINT
while (true) {}
return nullptr;
}
异步信号安全
信号处理函数应仅使用异步信号安全 函数(如 write()),避免 printf() 或动态内存分配:
cpp
#include <unistd.h>
void safeHandler(int sig) {
const char msg[] = "Signal received\n";
write(STDOUT_FILENO, msg, sizeof(msg) - 1);
}
实际应用示例
结合定时器信号(SIGALRM)实现超时控制:
cpp
#include <csignal>
#include <unistd.h>
void timeoutHandler(int sig) {
std::cout << "Timeout!" << std::endl;
exit(1);
}
int main() {
signal(SIGALRM, timeoutHandler);
alarm(5); // 5秒后触发SIGALRM
while (true) {} // 模拟长时间操作
}
注意事项
- 避免在信号处理函数中调用非可重入函数。
- 多线程程序中,信号可能被任意线程处理,需谨慎设计。