C语言函数信号处理：深入详解信号机制及其实现20

C语言作为一门底层编程语言，提供了强大的信号处理机制，允许程序响应来自操作系统或硬件的异步事件。理解和掌握C语言的信号处理，对于编写健壮、可靠的程序至关重要，尤其是在处理并发、网络编程以及异常情况时。

本文将深入探讨C语言中的函数信号处理，涵盖信号的产生、捕获、处理以及一些常见的陷阱和高级用法。我们将通过具体的代码示例和详细解释，帮助读者理解和应用信号处理机制。

1. 信号概述

信号是操作系统向进程发送的异步通知，用于告知进程发生了某些事件，例如中断、非法指令、内存访问错误等等。信号可以由操作系统内核、硬件或其他进程发出。每个信号都关联着一个数字ID，例如SIGINT (中断信号，通常由Ctrl+C产生)，SIGKILL (终止信号，不能被捕获或忽略)，SIGALRM (定时器信号)，等等。

C语言提供了一套函数来处理信号，主要包括：signal(), raise(), kill(), sigaction() 等。

2. `signal()` 函数

signal() 函数是最常用的信号处理函数，其原型如下：```c
#include
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
```

其中，signum 表示信号的编号，handler 指向信号处理函数的指针。handler 可以取以下三个值：
SIG_IGN: 忽略该信号。
SIG_DFL: 使用默认的信号处理方式。
函数指针：指定自定义的信号处理函数。

信号处理函数的原型必须是 void (*)(int)，其中整型参数表示信号的编号。

以下是一个简单的示例，演示如何使用 signal() 函数捕获 SIGINT 信号：```c
#include
#include
#include
void my_handler(int signum) {
printf("Received signal %d", signum);
}
int main() {
signal(SIGINT, my_handler);
printf("Press Ctrl+C to send a SIGINT signal...");
while (1) {
sleep(1); // Keep the program running
}
return 0;
}
```

3. `sigaction()` 函数

sigaction() 函数提供了比 signal() 函数更强大的信号处理功能，它允许设置更复杂的信号处理行为，例如设置信号掩码(阻塞某些信号)和信号行为标志。```c
#include
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
```

struct sigaction 结构体包含了信号处理函数、信号掩码和信号行为标志等信息。通过 sigaction() 函数，我们可以更精细地控制信号的处理方式。

以下是一个示例，演示如何使用 sigaction() 函数捕获 SIGINT 信号，并阻塞 SIGQUIT 信号：```c
#include
#include
#include
void my_handler(int signum) {
printf("Received signal %d", signum);
}
int main() {
struct sigaction sa;
sa.sa_handler = my_handler;
sigemptyset(&sa.sa_mask); // 清空信号掩码
sigaddset(&sa.sa_mask, SIGQUIT); // 添加 SIGQUIT 到信号掩码
sa.sa_flags = 0; // 设置标志位
sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
printf("Press Ctrl+C to send a SIGINT signal...");
printf("SIGQUIT signal will be blocked.");
while (1) {
sleep(1);
}
return 0;
}
```