本文档汇总Linux信号编程核心函数，按「信号发送、信号集操作、信号处理、信号状态管理、辅助工具」分类，配套关键说明、避坑要点及参数补充，精准适配信号机制原理，助力快速开发、调试与问题排查。
一、信号发送函数（主动触发信号）
用于主动向进程发送指定信号，覆盖自身、目标进程、同组进程等场景，是信号编程中触发事件的核心接口。
| 函数原型 | 核心功能 | 关键参数说明 | 返回值 | 备注（避坑要点） |
|---|---|---|---|---|
int kill(pid_t pid, int signo) |
向指定PID进程发送信号 | pid：进程ID（-1表示同组所有进程；0表示同组进程）；signo：信号编号（如SIGINT） | 成功返回0，失败返回-1 | 无法向init进程（PID=1）发送SIGKILL（9）/SIGSTOP（19），权限被内核限制 |
int raise(int signo) |
向当前进程发送信号 | signo：需发送的信号编号（有效范围1~64） | 成功返回0，失败返回-1 | 等价于kill(getpid(), signo)，仅作用于调用进程自身，逻辑更简洁 |
void abort(void) |
向当前进程发送SIGABRT信号 | 无参数，无需手动指定信号 | 无返回值（必然终止进程，不可规避） | 会触发Core Dump（核心转储），且信号不可被忽略、捕捉或阻塞 |
unsigned int alarm(unsigned int seconds) |
设定闹钟，超时后发送SIGALRM信号 | seconds：超时秒数（0表示取消已设定的闹钟） | 返回旧闹钟剩余秒数，无旧闹钟则返回0 | 同一进程仅一个闹钟生效，新闹钟会直接覆盖旧闹钟，无叠加效果 |
二、信号集操作函数（sigset_t管理）
sigset_t为信号集专用类型，底层是位图结构，不可直接通过位运算操作，必须使用以下函数初始化和管理，初始化是后续操作的前提，否则信号集状态不确定会导致异常。
| 函数原型 | 核心功能 | 关键参数说明 | 返回值 | 备注（避坑要点） |
|---|---|---|---|---|
int sigemptyset(sigset_t *set) |
初始化信号集，所有bit置0（空集） | set：待初始化的信号集指针，需提前定义变量 | 成功返回0，失败返回-1 | 使用sigset_t变量前必须先调用，否则变量内存残留值会导致操作异常 |
int sigfillset(sigset_t *set) |
初始化信号集，所有bit置1（包含所有信号） | set：待初始化的信号集指针 | 成功返回0，失败返回-1 | 初始化后需用sigdelset删除不需要的信号，按需筛选目标信号 |
int sigaddset(sigset_t *set, int signo) |
向信号集添加指定信号（对应bit置1） | set：信号集指针；signo：需添加的信号编号（1~64） | 成功返回0，失败返回-1 | 仅支持添加1~64号有效信号，添加非法编号会返回失败 |
int sigdelset(sigset_t *set, int signo) |
从信号集删除指定信号（对应bit置0） | set：信号集指针；signo：需删除的信号编号 | 成功返回0，失败返回-1 | 删除不存在的信号会返回错误，可先用sigismember验证信号是否在集内 |
int sigismember(const sigset_t *set, int signo) |
判断信号是否在目标信号集中 | set：信号集指针；signo：待判断的信号编号 | 存在返回1，不存在返回0，失败返回-1 | 常用于验证信号集操作结果，避免无效添加/删除操作 |
三、信号处理函数（注册信号响应动作）
用于注册进程收到信号后的响应动作，支持忽略、默认处理、自定义捕捉三种模式，sigaction为POSIX标准函数，兼容性和功能完整性优于signal，推荐优先使用。
| 函数原型 | 核心功能 | 关键参数说明 | 返回值 | 备注（避坑要点） |
|---|---|---|---|---|
void (*signal(int signo, void (*handler)(int)))(int) |
简单注册信号处理函数 | signo：信号编号；handler：处理函数（SIG_IGN/SIG_DFL/自定义函数） | 成功返回旧处理函数，失败返回SIG_ERR | 跨UNIX系统行为不一致，信号处理后可能自动恢复默认动作，推荐用sigaction替代 |
int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact) |
标准注册信号处理动作（推荐使用） | signo：信号编号；act：新处理动作；oact：保存旧动作（可设为NULL） | 成功返回0，失败返回-1 | 支持设置处理时阻塞集，避免信号嵌套触发，行为稳定且跨系统兼容 |
| struct sigaction结构体核心字段说明（信号处理精细化配置）： |
C
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int); // 信号处理函数（同signal，支持SIG_IGN/SIG_DFL/自定义）
sigset_t sa_mask; // 处理信号时额外阻塞的信号集，避免并发干扰
int sa_flags; // 处理选项（通常设为0，采用默认行为，无特殊需求不修改）
};四、信号状态管理函数（阻塞/未决状态控制）
用于控制信号的阻塞状态（屏蔽字）和读取未决状态，是信号生命周期管理的核心接口，可实现信号的延迟处理、状态查询等功能。
| 函数原型 | 核心功能 | 关键参数说明 | 返回值 | 备注（避坑要点） |
|---|---|---|---|---|
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset) |
修改/读取进程信号屏蔽字（阻塞集） | how：修改方式；set：新屏蔽集（NULL表示仅读取）；oset：保存旧屏蔽集（NULL表示不保存） | 成功返回0，失败返回-1 | how取值决定操作逻辑，具体见下文参数补充，不可传入非法值 |
int sigpending(sigset_t *set) |
读取当前进程未决信号集 | set：存储未决信号集的指针，需提前初始化 | 成功返回0，失败返回-1 | 仅能读取本进程未决信号，无法修改，常用于调试信号阻塞状态 |
int sigsuspend(const sigset_t *mask) |
临时替换屏蔽字并阻塞等待信号 | mask：临时屏蔽集，信号唤醒后恢复原屏蔽字 | 被信号唤醒后返回-1，errno设为EINTR | 原子操作，避免"读取信号状态-等待信号"的竞争问题，比sleep更安全 |
五、辅助函数（僵尸进程清理）
配合SIGCHLD信号使用，用于清理子进程终止后的僵尸进程，避免系统资源泄漏，是父子进程编程中的常用工具。
| 函数原型 | 核心功能 | 关键参数说明 | 返回值 | 备注（避坑要点） |
|---|---|---|---|---|
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options) |
等待子进程终止，清理僵尸进程 | pid：子进程ID（-1表示等待所有子进程）；status：存储退出状态；options：等待选项 | 成功返回子进程PID，失败返回-1 | 常用WNOHANG选项实现非阻塞等待，配合SIGCHLD信号可实现子进程自动清理 |
六、核心参数补充（how取值/特殊常量）
1. sigprocmask函数how参数取值
| how取值 | 功能说明 | 等价逻辑（mask为当前屏蔽字） |
|---|---|---|
| SIG_BLOCK | 添加阻塞信号，将set中的信号加入屏蔽字 | mask = mask |
| SIG_UNBLOCK | 解除阻塞信号，将set中的信号从屏蔽字移除 | mask = mask & ~set（按位与非，取消指定信号阻塞） |
| SIG_SETMASK | 直接替换屏蔽字为set，覆盖原有配置 | mask = set（直接赋值，完全替换旧屏蔽字） |
2. 特殊常量说明
-
SIG_IGN：忽略信号，信号递达后不执行任何动作，内核直接清除该信号
-
SIG_DFL：执行信号默认动作，不同信号默认动作不同（如终止、Core Dump、暂停等）
-
SIG_ERR：signal函数返回的错误标识，用于判断信号注册是否失败
七、使用核心原则（避坑核心）
-
信号处理函数需调用可重入函数，避免访问全局/静态变量（若必须访问，需加volatile关键字保证可见性），禁止调用malloc/free和标准I/O函数（如printf），防止数据错乱。
-
SIGKILL（9号）和SIGSTOP（19号）是特殊信号，不可被捕捉、忽略或阻塞，仅能执行默认动作，是强制终止/暂停进程的终极手段。
-
常规信号（131号）不支持排队，重复产生的信号仅递达一次，若需可靠通知，需使用实时信号（3464号）。
-
fork创建子进程后，子进程会继承父进程的信号屏蔽字、未决信号集和处理动作，父进程后续修改信号配置不会影响已创建的子进程。
-
信号处理期间，当前信号会被自动阻塞（内核默认行为），可通过sigaction的sa_mask字段添加额外阻塞信号，避免并发信号干扰。